数据库连接管理

要点

数据库连接是昂贵资源，必须使用连接池复用
连接池大小需要根据服务器配置和数据库配置调整
Edge 环境（Workers、Deno Deploy）不能直接连接传统数据库，需要远程连接或 Serverless 方案
连接泄漏会导致数据库连接耗尽，需要预防和监控
优雅关闭时应该断开数据库连接
生产环境需要监控连接使用情况

1. 为什么需要连接池

数据库连接涉及 TCP 握手、认证、初始化等步骤，创建成本高。如果每个请求都创建新连接，性能会很差。

连接池维护一组预先建立的连接，请求从池里借用连接，用完后归还。这样避免了频繁创建和销毁连接。

2. 配置连接池

2.1 pg (PostgreSQL)

import { Pool } from 'pg'
 
const pool = new Pool({
  connectionString: process.env.DATABASE_URL,
  max: 20,                    // 最大连接数
  idleTimeoutMillis: 30000,   // 空闲连接超时（30 秒）
  connectionTimeoutMillis: 2000,  // 获取连接超时（2 秒）
})

2.2 mysql2 (MySQL)

import { createPool } from 'mysql2/promise'
 
const pool = await createPool({
  uri: process.env.DATABASE_URL,
  connectionLimit: 20,
  idleTimeout: 30000,
  connectTimeout: 2000,
})

2.3 better-sqlite3 (SQLite)

SQLite 是嵌入式数据库，不需要连接池。

3. 连接池大小

连接池大小（max / connectionLimit）需要根据实际情况调整：

计算公式：

连接数 = CPU 核心数 × 2 + 磁盘数

一般范围：

小型应用：5-10 个连接
中型应用：10-20 个连接
大型应用：20-50 个连接

过多连接的问题：

数据库上下文切换开销大
内存占用高
性能下降

过少连接的问题：

请求排队等待连接
响应变慢
超时错误

调整方法：

监控数据库的活跃连接数
监控应用的连接等待时间
根据负载调整连接池大小

4. Edge 环境连接

Edge 环境（Cloudflare Workers、Deno Deploy、Vercel Edge）不能直接连接传统数据库，因为：

没有持久的 TCP 连接
冷启动频繁，连接池无法保持
地理分布广，连接延迟高

4.1 Serverless 数据库

专门为 Serverless 设计的数据库：

Neon：Serverless PostgreSQL
PlanetScale：Serverless MySQL
Turso：Serverless SQLite（基于 libSQL）
Cloudflare D1：Workers 原生 SQLite

// Neon (PostgreSQL)
import { neon } from '@neondatabase/serverless'
 
const sql = neon(process.env.DATABASE_URL!)
const users = await sql`SELECT * FROM users`
 
// Turso (SQLite)
import { createClient } from '@libsql/client'
 
const client = createClient({
  url: process.env.TURSO_URL!,
  authToken: process.env.TURSO_TOKEN,
})
 
const result = await client.execute('SELECT * FROM users')

4.2 远程连接

通过 HTTP 或 gRPC 代理连接传统数据库：

Prisma Data Proxy：Prisma 提供的代理，支持 Edge
Xata：PostgreSQL + HTTP API
Supabase：PostgreSQL + REST API

// Prisma Data Proxy
import { PrismaClient } from '@prisma/client'
 
const prisma = new PrismaClient({
  datasources: {
    db: {
      url: process.env.DATABASE_URL_PROXY,  // 代理 URL
    },
  },
})

4.3 Cloudflare D1

D1 是 Cloudflare Workers 原生的 SQLite 服务：

// wrangler.toml
[[d1_databases]]
binding = "DB"
database_name = "hono_app"
database_id = "xxx"

// src/index.ts
import { Hono } from 'hono'
import { drizzle } from 'drizzle-orm/d1'
 
export interface Env {
  DB: D1Database
}
 
const app = new Hono<{ Bindings: Env }>()
 
app.get('/users', async (c) => {
  const db = drizzle(c.env.DB)
  const users = await db.select().from(usersTable)
  return c.json(users)
})
 
export default app

5. 连接泄漏

连接泄漏是指连接被借用后没有归还，导致池里的可用连接越来越少，最终耗尽。

5.1 常见原因

异常未捕获：查询抛出异常，连接没有归还
长时间运行的查询：查询执行时间过长，连接被占用
手动获取连接未释放：使用 pool.connect() 但没有调用 client.release()

5.2 预防

使用 ORM 或池的查询方法：

// ❌ 手动获取连接，容易忘记释放
const client = await pool.connect()
try {
  await client.query('SELECT * FROM users')
} finally {
  client.release()
}
 
// ✅ 使用池的查询方法，自动释放
await pool.query('SELECT * FROM users')

捕获异常：

app.get('/users', async (c) => {
  try {
    const users = await db.select().from(users)
    return c.json(users)
  } catch (err) {
    console.error('Database error:', err)
    return c.json({ error: 'Database error' }, 500)
  }
})

5.3 监控

监控连接池的使用情况：

// pg
console.log('Total connections:', pool.totalCount)
console.log('Idle connections:', pool.idleCount)
console.log('Waiting requests:', pool.waitingCount)

如果 waitingCount 持续增加，说明连接不够用或有泄漏。

6. 优雅关闭

应用关闭时应该断开数据库连接，避免连接被强制关闭：

import { Pool } from 'pg'
 
const pool = new Pool({ connectionString: process.env.DATABASE_URL })
 
// Node.js
process.on('SIGTERM', async () => {
  console.log('SIGTERM received, closing database connections...')
  await pool.end()
  process.exit(0)
})
 
process.on('SIGINT', async () => {
  console.log('SIGINT received, closing database connections...')
  await pool.end()
  process.exit(0)
})

// Hono
import { Hono } from 'hono'
 
const app = new Hono()
 
// 优雅关闭
app.use('*', async (c, next) => {
  await next()
  // 请求完成后不做任何事
})
 
// 在应用外层处理
const server = serve({ fetch: app.fetch, port: 8787 })
 
process.on('SIGTERM', async () => {
  server.stop()
  await pool.end()
})

7. 重试逻辑

数据库操作可能因为网络波动、连接超时等原因失败。添加重试逻辑可以提高稳定性：

async function withRetry<T>(
  fn: () => Promise<T>,
  maxRetries = 3,
  baseDelay = 100,
): Promise<T> {
  for (let i = 0; i < maxRetries; i++) {
    try {
      return await fn()
    } catch (err) {
      if (i === maxRetries - 1) throw err
      const delay = baseDelay * Math.pow(2, i)
      await new Promise((resolve) => setTimeout(resolve, delay))
    }
  }
  throw new Error('Unreachable')
}
 
// 使用
const users = await withRetry(() => db.select().from(users))

8. 超时配置

查询超时可以防止慢查询占用连接过久：

const pool = new Pool({
  connectionString: process.env.DATABASE_URL,
  statement_timeout: 5000,  // 查询超时 5 秒
  idle_in_transaction_session_timeout: 10000,  // 事务空闲超时 10 秒
})

9. 生产环境检查清单

连接池配置：max、idleTimeoutMillis、connectionTimeoutMillis
超时配置：statement_timeout、idle_in_transaction_session_timeout
错误处理：所有数据库操作都有 try-catch
优雅关闭：SIGTERM/SIGINT 时断开连接
监控：连接池使用情况、慢查询、错误率
备份：定期备份数据库
迁移：使用迁移工具管理 schema 变更

总结

数据库连接管理是生产环境的必备配置。连接池复用连接、Edge 环境需要特殊方案、连接泄漏需要预防和监控。

这一节涉及到的几个实践：

连接池：复用连接，避免频繁创建和销毁
连接池大小：根据 CPU 核心数、负载调整
Edge 环境：Serverless 数据库、远程连接、D1
连接泄漏：使用 ORM、捕获异常、监控连接数
优雅关闭：SIGTERM/SIGINT 时断开连接
重试逻辑：指数退避重试失败的操作
超时配置：防止慢查询占用连接过久

良好的连接管理可以提高应用稳定性和性能。

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