数据库连接池之c3p0-0.9.1.2，16年的古董，发生连接泄露怎么查（一）

背景

这篇文章是写给有缘人的，为什么这么说呢，因为本篇主要讲讲数据库连接池之c3p0-0.9.1.2版本。

年轻的朋友，可能没怎么听过c3p0了，或者也仅限于听说，这都很正常，因为c3p0算是200几年时比较流行的技术，后来，作者消失了好几年，12年重新开始维护，这时候已经出现了很多第二代线程池了，c3p0已经不占优势，就这样，又维护了几年，直到19年彻底停止更新。

看下其版本历史吧，一开始的maven坐标是这样的：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/c3p0/c3p0 -->
<dependency>
    <groupId>c3p0</groupId>
    <artifactId>c3p0</artifactId>
</dependency>

07年发了最后一个版本c3p0-0.9.1.2：

再下一个版本是2012年的0.9.2-pre2-RELEASE，来到了2012年，坐标改成了：

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.mchange/c3p0 -->
<dependency>
    <groupId>com.mchange</groupId>
    <artifactId>c3p0</artifactId>
</dependency>

后续的更新版本如下：

可以看到，维护到15年后，又消失了几年，直到19年又重新维护了一年，然后就再无动静。

所以，为啥我觉得还是可以讲讲c3p0-0.9.1.2这个版本呢，因为据说当年还是比较火的，很多那时候的项目都用了这个版本，然后就一直再没有升级（想升也没得升啊），所以，我估计，如果那些老项目还在维护的话，估计有不少有缘人还在和这个c3p0-0.9.1.2打交道，我，就是其中一个。

在一些求稳的行业，线上能跑的项目，那肯定是没人会去大动的，只会不断地添砖加瓦，而这也导致更难大动，如果没被重构掉的话，就遗留到了现在。

我现在手里的维护的一个项目，就是用的这个框架，而且，它很容易有bug，不信的话，搜索看看：

本文，就打算来讲讲我遇到的问题和这个框架的0.9.1.2版本的大概的源码逻辑。

我遇到的线上问题

我目前手里这套服务的代码框架应该是0几年诞生的，不是市面上曾经流行的框架，如struts、spring mvc那些，而是c++开发的类比netty、servlet容器的东西，在监听端口收到客户端请求后，能根据请求中的功能id来反向调用对应的java代码，还是有点东西的。而java代码里也是一套框架，框架源码还失传了，框架里代码定死了用c3p0这个来创建数据库连接池，导致我想换也不好换，比较费劲。

业务层呢，托了jdbc规范的福，就是只和jdbc的api打交道，比如找datasource拿connection，这个拿，一般也就是从连接池里面取，用完了，再调用connection.close（内部会把连接再还回连接池）。

所以，我们线上到底有啥问题呢？具体表现就是，业务会突然在某个时刻，调用datasource.getConnection的时候，取不到连接，直接超时，而且是全部的业务请求都出这个问题，这时候，服务基本就hang死了，前端一直转圈。

这个是完全随机的，不定时地炸，每次炸了后，就要靠运维同事重启服务，重启后，服务就好了。

下面来说说定位的过程吧，现在其实也没找到根本原因，只是有了解决的办法和一些猜测，可以等下次再出现的时候，验证一下。

定位初始

刚开始的时候，线上服务只有日志，而且只有error日志，那基本看不出个啥，就是大片大片的等待从连接池获取连接，最后直到超时都获取不到的报错。

当时苦于没有其他手段，又是偶现，也看不出个啥，找dba了也看过db，dba表示运行稳定，当然，dba说的也不一定准，反正是没收获。

后来，2月份的时候，搞了个脚本，服务出现问题的时候，先执行下脚本，打印下jstack、jmap、netstat、top等一些东西，而一开始的时候，运维经常忘记执行，直接就重启了，于是只能等下次，直到2月底的某一天吧，总算是执行了下脚本，拿到了jmap等信息。

jmap确认直接原因

查看资源池现状

分析jmap，个人习惯用MAT。MAT支持object query language语言进行堆对象查询，具体语法可以自己学一学。

我就如下图所示，查询连接池的情况，我这边有多数据源，所以有多个连接池，其中有问题的那个连接池，池子里维护的连接有40个：

这里有必要说一下，这个managed：

/*  keys are all valid, managed resources, value is a PunchCard */ 
HashMap  managed = new HashMap();

这个hashmap，就是连接池。

初始化连接池--维护managed、unused

那么，它是怎么初始化的呢，以下面的参数举例：

<property name="minPoolSize">10</property>  
<property name="maxPoolSize">50</property>

在BasicResourcePool的构造函数中，就会调用如下方法：

//start acquiring our initial resources
ensureStartResources();

private void ensureStartResources()
{ recheckResizePool(); }

具体就会调用：

private void expandPool(int count)
{
    for (int i = 0; i < count; ++i)
        taskRunner.postRunnable( new AcquireTask() );
}

c3p0会计算出，需要建10个连接出来，上面的count就是10，那么会new 10个runnable，提交给线程池执行，在每个线程执行时：

private void doAcquire() throws Exception
{
    // 1 交给具体的manager去获取底层连接
    Object resc = mgr.acquireResource();
    ...
    // 2 拿到连接后，维护到池子里
    assimilateResource(resc); 
}

这里的mgr，负责具体去创建数据库连接，由于涉及到多种数据库，因此mgr就负责具体脏活累活，连接池这边就不和这些脏话累活打交道，就是类似于我们代码分层架构中的，用来操作redis、es、第三方服务等的一个层，相当于把一些通用的业务逻辑下沉。

而上面2处的代码，就负责池子维护：

private void assimilateResource( Object resc ) throws Exception
{	
    // 1
    managed.put(resc, new PunchCard());
    // 2
    unused.add(0, resc);
    // 3
    this.notifyAll();
}

这里的1处，就会往managed里面存放连接，key就是创建的连接，那么value是啥呢？

final static class PunchCard
{
    long acquisition_time;// 创建时间
    long last_checkin_time; //上次归还到连接池的时间
    long checkout_time; // 从连接池借出的时间，未借出时，值为-1
    Exception checkoutStackTraceException; // 被借出时，该借出线程的堆栈

    PunchCard()
    {
        this.acquisition_time = System.currentTimeMillis();
        this.last_checkin_time = acquisition_time;
        this.checkout_time = -1;
        this.checkoutStackTraceException = null;
    }
}

Punchcard这个词，翻译的意思是：穿孔卡（旧时把信息打成一排排的小孔，用以将指令输入计算机等），我这边就理解成这个数据库连接的一些记录出借/归还信息的卡片。

里面有个checkout_time字段，初始化的值是 -1，表示未被出借。

另外，还有个重要字段，unused，这个主要是存放可供出借的连接。

/* all valid, managed resources currently available for checkout */
LinkedList unused = new LinkedList();

上面的2处，就会把新的连接往这里面放，放完后，用notify通知其他消费者线程。

综上所述，刚开始的时候，

<property name="minPoolSize">10</property>  
<property name="maxPoolSize">50</property>
    
managed的size是10，unused也是10

连接池出借连接的逻辑

检查unused是否有空闲连接

private synchronized Object prelimCheckoutResource( long timeout ){
    int available = unused.size();
    if (available == 0){
		// 检查是否可以扩容，可以的话，触发扩容后开始等待。扩容也是异步的，扩容成功的话，unused的size就大于0
        ...
    }
    Object  resc = unused.get(0);
    // 检查连接是否过期了，如果过期了，这个连接不能要，得销毁
    if ( shouldExpire( resc ) )
    {
        removeResource( resc );
        ensureMinResources();
        return prelimCheckoutResource( timeout );
    }
    else
    {	// 连接可用，那就从unused中摘除本连接并返回
        unused.remove(0);
        return resc;
    }
}

检查连接是否真实有效

boolean refurb = attemptRefurbishResourceOnCheckout( resc );
if (!refurb)
{
    removeResource( resc );
    ensureMinResources();
    resc = null;
}

这个步骤类似于在连接上执行一个select 1，检查连接到底能不能用。不能用的话，销毁连接。

借到连接后，维护出借卡片

PunchCard card = (PunchCard) managed.get( resc );
card.checkout_time = System.currentTimeMillis();
if (debug_store_checkout_exceptions)
    card.checkoutStackTraceException = new Exception("DEBUG ONLY: Overdue resource check-out stack trace.");

这里就是，获取到这个连接的punchCard信息卡，然后登记出借的时间为当前时间，那么，是谁借了呢，这里是通过new一个异常的方式，通过这个异常，就能知道当前线程的堆栈。

用完后，归还连接给连接池

if (managed.keySet().contains(resc))
    doCheckinManaged( resc );

这个归还呢，如下，也不是直接归还，竟然也是new一个runnable去归还，个人觉得，这个有巨大的隐患，因为线程池是可能会堵的，而这个就极有可能导致还不进去。

private void doCheckinManaged( final Object resc ){
    Runnable doMe = new RefurbishCheckinResourceTask();
	taskRunner.postRunnable( doMe );
}

class RefurbishCheckinResourceTask implements Runnable
{
    public void run()
    {	
        // 1 归还前试着测试下连接是否能用，比如select 1
        boolean resc_okay = attemptRefurbishResourceOnCheckin( resc );
        // 2 获取卡片并更新卡片
        PunchCard card = (PunchCard) managed.get( resc );

        if ( resc_okay && card != null) 
        {
            // 3
            unused.add(0,  resc );

            card.last_checkin_time = System.currentTimeMillis();
            card.checkout_time = -1;
        }

        BasicResourcePool.this.notifyAll();

    }
}

这里主要就是，归还前先测试下连接是不是好的，免得还个坏的进去；再就是，拿到之前的出借卡，更新归还时间为当前时间、借出时间改为-1；再把连接放回到unused空闲链表。

现状反映出的问题

问题如下，空闲链表为空，连接池被出借一空：

随便找了个连接看出借时间：

这个时间，距离执行jmap的时候，已经过去了一分钟了，而大部分的punchCard都是这样，这说明了什么，说明了这些连接被借出去一分钟了，都还没有归还到unused空闲链表，导致空闲链表size为0，后续的请求在unused上死等也等不到连接（因为managed已经达到池子的最大值了，也没法扩容），于是超时。

问题根因如何找

现在看起来，直接原因是找到了，就是有连接泄露，但是具体是哪里有泄露呢？是不是真的有泄露呢？感觉长路仍漫漫，继续努力吧。

留到下篇继续吧，天也晚了，现在早上上班早，晚上不早点睡真是扛不住。