Linux C++多線程與數據庫連接池的實現

在Linux環境下，使用C++實現多線程和數據庫連接池需要考慮以下幾個方面：

1. 多線程的實現

在Linux環境下，可以使用C++11標準中的<thread>庫來實現多線程。以下是一個簡單的多線程示例：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <vector>

void print_hello(int id) {
    std::cout << "Hello from thread " << id << std::endl;
}

int main() {
    const int num_threads = 5;
    std::vector<std::thread> threads;

    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads.emplace_back(print_hello, i);
    }

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    return 0;
}

2. 數據庫連接池的實現

數據庫連接池是一種管理數據庫連接的技術，它可以復用已打開的數據庫連接，減少創建和關閉連接的開銷。以下是一個簡單的數據庫連接池實現示例：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <memory>
#include <stdexcept>
#include <mysql/mysql.h>

class DatabaseConnectionPool {
public:
    DatabaseConnectionPool(const std::string& url, const std::string& user, const std::string& password, unsigned int max_connections)
        : url_(url), user_(user), password_(password), max_connections_(max_connections) {
        for (unsigned int i = 0; i < max_connections_; ++i) {
            connections_.emplace(create_connection());
        }
    }

    std::shared_ptr<MYSQL> acquire() {
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        cond_.wait(lock, [this] { return !connections_.empty(); });
        auto connection = connections_.front();
        connections_.pop();
        return connection;
    }

    void release(std::shared_ptr<MYSQL> connection) {
        if (!connection) {
            throw std::invalid_argument("Invalid connection");
        }
        std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);
        connections_.push(connection);
        cond_.notify_one();
    }

private:
    std::shared_ptr<MYSQL> create_connection() {
        MYSQL* conn = mysql_init(nullptr);
        if (!mysql_real_connect(conn, url_.c_str(), user_.c_str(), password_.c_str(), nullptr, 0, nullptr, 0)) {
            mysql_close(conn);
            throw std::runtime_error(mysql_error(conn));
        }
        return std::shared_ptr<MYSQL>(conn, [](MYSQL* conn) { mysql_close(conn); });
    }

    std::string url_;
    std::string user_;
    std::string password_;
    unsigned int max_connections_;
    std::queue<std::shared_ptr<MYSQL>> connections_;
    std::mutex mutex_;
    std::condition_variable cond_;
};

在這個示例中，我們使用了一個簡單的隊列來存儲數據庫連接，并使用互斥鎖和條件變量來確保線程安全。當需要獲取數據庫連接時，我們從隊列中取出一個連接；當釋放數據庫連接時，我們將連接放回隊列中。

要使用這個數據庫連接池，你可以在多線程程序中調用acquire()方法獲取連接，執行數據庫操作，然后調用release()方法釋放連接。例如：

int main() {
    DatabaseConnectionPool pool("localhost", "user", "password", 5);

    std::vector<std::thread> threads;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        threads.emplace_back([&pool, i]() {
            auto conn = pool.acquire();
            // Perform database operations here
            pool.release(conn);
        });
    }

    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    return 0;
}

這個示例中，我們創建了一個包含10個線程的程序，每個線程都從數據庫連接池中獲取一個連接，執行一些數據庫操作，然后釋放連接。