深入理解JDBC原理和timeout配置-CFANZ编程社区

本文来源于Woon Duk Kang的一篇文章的学习理解，也参考了国内网友的转载和翻译，在此一并谢过大神们的智力劳动。

一些理解上的前提

应用 ----> MySql ，这样一个访问关系，可以看作是mysql-java-connector这个client与mysql server之间的cs架构，jdbc就是两者之间通信的协议，当然它也是基于TCP协议的。具体在java里用的是BIO socket，也就是同步阻塞的io方式。

先捋一下应用里执行了一个sql查询，大致发生了什么：

一个sql查询，比如select 1 from dual ，先是需要从客户端跟mysql之间建立tcp，这个当然是利用os里边的tcp模块来做的、3次握手、tcp连接建立。
然后就是mysql jdbc协议的连接建立、也是要有一个“握手”的动作的，至此，jdbc连接建立。
然后客户端使用jdbc协议发送查询语句请求给服务端，可以理解为send("select 1 from dula")
服务端也就是数据库服务收到请求后，执行sql，然后返回结果给客户端。

引用文章的重点在于辨析几个超时时间：

spring框架来负责的事务超时
mysql客户端驱动程序的应用层来负责的statement超时
mysql客户端驱动程序的网络层来负责的jdbc socket超时
os的tcp模块负责的socket超时

1、Transaction超时和statement超时

如何预估transaction超时

事务超时 = Statement Timeout * N (number of statements being processed) + @ (garbage collection, etc.)

所以事务超时设置的时候要比N个statement超时再多一点，比如，假设一个事务里有5条 Statement ，每条 Statement 执行时间是200毫秒，其它业务逻辑或框架操作的执行时间是100毫秒，那事务允许的超时时间至少应该1100毫秒（200 * 5 + 100）。

如何启用事务超时

在 Spring 中，事务超时可以在 XML 文件显式配置或在 Java 代码中用 Transactional 注解来配置。

事务超时的作用以及原理

执行每一个statement时，首先判断是否statement超时，如果没有超时，那么判断校验保存在ThreadLocal里的连接的事务开始时间和超时时间，这可以防止每个statement不长时间，但是由于语句太多，造成整个事务太长的情况。

如何启用statement超时

Statement 超时是通过 JDBC API 中的java.sql.Statement.setQueryTimeout(int timeout)方法配置的。不过现在的开发者已经很少直接在代码中配置它了，更多是通过框架来进行设置。

以 iBatis 为例，可以通过 SqlMapConfig.xml 中的 setting 属性defaultStatementTimeout 来设置全局的 statement 超时缺省值。你也可以通过在具体的 sql 映射文件中的 select insert update 标签的 statement 属性来覆盖。

statement超时的原理

MySql里边，或者准确说是mysql客户端、驱动，里边控制statement的方法是，当执行一条语句时，会创建一个超时处理线程timeout-execution，它负责当发生超时的时候创建一个相同配置的连接，然后用这个连接去发送cancel命令给数据库。完整流程如下：

QueryTimeout for MySQL JDBC Statement (5.0.8)

Creates a statement by calling Connection.createStatement().
Calls Statement.executeQuery().
The statement transmits the Query to MySqlServer by using the internal connection.
The statement creates a new timeout-execution thread for timeout process.
For version 5.1.x, it changes to assign 1 thread for each connection.
Registers the timeout execution to the thread.
Timeout occurs.
The timeout-execution thread creates a connection that has the same configurations as the statement.
Transmits the cancel Query (KILL QUERY "connectionId“) by using the connection.

2、网络层面的jdbc socket timeout和os tcp timeout

spring.datasource.url =jdbc:mysql://mysql_ip:3306/db_name?socketTimeout=60000&connectTimeout=30000&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false

在spring数据源配置jdbc连接串的时候，要配置上connectTimeout和socketTimeout，因为这俩默认是0，也就是永远不超时。这俩参数的含义很容易理解，连接建立超时时间和读写超时时间。（想知道这俩的重要性，尝试不配置然后重启下数据库试试...重启完了之后数据库主机上netstat还能查到之前的连接吗）

几种情形：

网络故障或者数据库主机挂了，tcp无法建立，connection timeout
数据库服务挂了，tcp也是无法建立，网络通的但是没有服务监听端口了。跟上边一样，connection timeout
请求个sql查询，结果因为慢查询或者什么原因，一直不返回，那么socket timeout

下面展示了 Socket 超时设置的两个选项，其配置因不同的驱动而异。

Socket 连接时的超时：通过 Socket 对象的 connect(SocketAddress endpoint, int timeout)方法来配置
Socket 读写时的超时：通过 Socket 对象的 setSoTimeout(int timeout)方法来配置

最后，是os层面的tcp超时时间

如果 Linux 服务器的TCP KeepAlive 检查周期配置为30分钟，那么即使应用程序里将 Socket 超时设置为0，由网络原因引起的数据库网络连接问题也不会超过30分钟。

通常，应用程序会在调用 Socket 的 read() 方法时由于网络问题而阻塞住。然而很少在调用 Socket 的 write() 方法时处于等待状态，这取决于网络构成和错误类型。当应用程序调用 Socket 的 write() 方法时，数据被记录到操作系统的内核缓冲区，然后将控制权立即交还给应用程序。因此，一旦数据已经写入内核缓冲区，write() 的调用始终是成功。但是，如果操作系统内核缓冲区由于特殊的网络错误而满了的话，write() 方法也会进入等待状态。这种情况下，操作系统会尝试重新发送数据包一段时间，并在达到超时限制时产生错误。在公司的 Linux服务器上这种情况的超时时间设置为15分钟。