【译】深入理解JDBC的超时设置
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原文地址：http://www.cubrid.org/blog/dev-platform/understanding-jdbc-internals-and-timeout-configuration/

恰当的JDBC超时设置能够有效地减少服务失效的时间。本文将对数据库的各种超时设置及其设置方法做介绍。

真实案例：应用服务器在遭到DDos攻击后无法响应

在遭到DDos攻击后，整个服务都垮掉了。由于第四层交换机不堪重负，网络变得无法连接，从而导致业务系统也无法正常运转。安全组很快屏蔽了所有的DDos攻击，并恢复了网络，但业务系统却还是无法工作。
通过分析系统的thread dump发现，业务系统停在了JDBC API的调用上。20分钟后，系统仍处于WAITING状态，无法响应。30分钟后，系统抛出异常，服务恢复正常。

为什么我们明明将query timeout设置成了3秒，系统却持续了30分钟的WAITING状态？为什么30分钟后系统又恢复正常了？
当你对理解了JDBC的超时设置后，就能找到问题的答案。

为什么我们要了解JDBC？
当遇到性能问题或系统出错时，业务系统和数据库通常是我们最关心的两个部分。在公司里，这两个部分是交由两个不同的部门来负责的，因此各个部门都会集中精力地在自身领域内寻找问题，这样的话，在业务系统和数据库之间的部分就会成为一个盲区。对于Java应用而言，这个盲区就是DBCP数据库连接池和JDBC，本文将集中介绍JDBC。

什么是JDBC？

JDBC是Java应用中用来连接关系型数据库的标准API。Sun公司一共定义了4种类型的JDBC，我们主要使用的是第4种，该类型的Driver完全由Java代码实现，通过使用socket与数据库进行通信。




第4种类型的JDBC通过socket对字节流进行处理，因此也会有一些基本网络操作，类似于HttpClient这种用于网络操作的代码库。当在网络操作中遇到问题的时候，将会消耗大量的cpu资源，并且失去响应超时。如果你之前用过HttpClient，那么你一定遇到过未设置timeout造成的错误。同样，第4种类型的JDBC，若没有合理地设置socket timeout，也会有相同的错误——连接被阻塞。
接下来，就让我们来学习一下如何正确地设置socket timeout，以及需要考虑的问题。

应用与数据库间的timeout层级



上图展示了简化后应用与数据库间的timeout层级。（译者注：WAS/BLOC是作者公司的具体应用名称，无需深究）
高级别的timeout依赖于低级别的timeout，只有当低级别的timeout无误时，高级别的timeout才能确保正常。例如，当socket timeout出现问题时，高级别的statement timeout和transaction timeout都将失效。
我们收到的很多评论中提到：


statement timeout无法处理网络连接失败时的超时，它能做的仅仅是限制statement的操作时间。网络连接失败时的timeout必须交由JDBC来处理。
JDBC的socket timeout会受到操作系统socket timeout设置的影响，这就解释了为什么在之前的案例中，JDBC连接会在网络出错后阻塞30分钟，然后又奇迹般恢复，即使我们并没有对JDBC的socket timeout进行设置。

DBCP连接池位于图2的左侧，你会发现timeout层级与DBCP是相互独立的。DBCP负责的是数据库连接的创建和管理，并不干涉timeout的处理。当连接在DBCP中创建，或是DBCP发送校验query检查连接有效性的时候，socket timeout将会影响这些过程，但并不直接对应用造成影响。
当在应用中调用DBCP的getConnection()方法时，你可以设置获取数据库连接的超时时间，但是这和JDBC的timeout毫不相关。




什么是Transaction Timeout？

transaction timeout一般存在于框架（Spring, EJB）或应用级。transaction timeout或许是个相对陌生的概念，简单地说，transaction timeout就是“statement Timeout * N（需要执行的statement数量） + @（垃圾回收等其他时间）”。transaction timeout用来限制执行statement的总时长。
例如，假设执行一个statement需要0.1秒，那么执行少量statement不会有什么问题，但若是要执行100,000个statement则需要10,000秒（约7个小时）。这时，transaction timeout就派上用场了。EJB CMT (Container Managed Transaction)就是一种典型的实现，它提供了多种方法供开发者选择。但我们并不使用EJB，Spring的transaction timeout设置会更常用一些。在Spring中，你可以使用下面展示的XML或是在源码中使用@Transactional注解来进行设置。

<tx:attributes>
        <tx:method name="…" timeout="3"/>
</tx:attributes>

Spring提供的transaction timeout配置非常简单，它会记录每个事务的开始时间和消耗时间，当特定的事件发生时就会对消耗时间做校验，当超出timeout值时将抛出异常。
Spring中，数据库连接被保存在ThreadLocal里，这被称为事务同步（Transaction Synchronization），与此同时，事务的开始时间和消耗时间也被保存下来。当使用这种代理连接创建statement时，就会校验事务的消耗时间。EJB CMT的实现方式与之类似，其结构本身也十分简单。
当你选用的容器或框架并不支持transaction timeout这一特性，你可以考虑自己来实现。transaction timeout并没有标准的API。Lucy框架的1.5和1.6版本都不支持transaction timeout，但是你可以通过使用Spring的Transaction Manager来达到与之同样的效果。
假设某个事务中包含5个statement，每个statement的执行时间是200ms，其他业务逻辑的执行时间是100ms，那么transaction timeout至少应该设置为1,100ms（200 * 5 + 100）。