Conexões Persistentes com o Banco de Dados

O que são Conexões Persistentes?

Conexões persistentes são conexões que não fecham quando a execução do script termina. Quando uma conexão persistente é requisitada, o PHP verifica se uma conexão persistente idêntica (que foi mantida aberta anteriormente) já existe; se existir, ela é reutilizada, senão, uma nova conexão é criada. Uma conexão 'idêntica' é uma aberta para o mesmo host com o mesmo nome de usuário e a mesma senha (onde for aplicável).

Não há nenhuma maneira de solicitar uma conexão específica ou de garantir que a conexão retornada sera uma existente ou uma nova (se todas as conexões existentes estiverem em uso ou se a solicitação estiver sendo atendida por um trabalhador diferente, que tem um conjunto separado de conexões).

Portanto, conexões persistentes do PHP não podem ser usadas para, por exemplo:

atribuir uma sessão de banco de dados específica a um usuário da web específico
criar uma grande transação em várias solicitações
iniciar uma consulta em uma solicitação e coletar os resultados em outra

Conexões persistentes não fornecem nenhuma funcionalidade que não seria possível com conexões não persistentes.

Solicitações da Web

Existem duas maneiras pelas quais um servidor web pode utilizar o PHP para gerar páginas web:

O primeiro método é usar o PHP como um CGI "wrapper". Quando executado dessa maneira, uma instância do interpretador do PHP é criada e destruída para cada requisição de página (para uma página PHP) para o servidor web. Como ela é destruída após cada requisição, quaisquer recursos que ela adquirir (como uma conexão para um servidor de banco de dados SQL) são fechados quando ela é destruída. Nesse caso, não há ganho em usar conexões persistentes - elas simplesmente não persistem.

O segundo método, e o mais popular, é rodar o PHP-FPM ou o PHP como um módulo em um servidor web com multi-processos (atualmente somente o Apache). Essas configurações têm tipicamnente um processo (o pai) que coordena uma série de processos (seus filhos) que realmente fazem o trabalho de servir as páginas web. Quando uma requisição chega de um cliente, ela é entregue à um dos filhos que já não estiver servindo outro cliente. Isso significa que quando o mesmo cliente faz uma segunda requisição para o servidor, ele pode ser atendido por um processo filho diferente do que da primeira vez. Uma vez que uma conexão persistente tenha sido aberta, cada página subsequente servida pelo mesmo processo filho pode reutilizar a conexão já estabelecida ao servidor SQL.

Nota:
O método em uso pode ser consultado verificando o valor de "Server API" na saída de phpinfo() ou o valor de PHP_SAPI, executado a partir de uma solicitação web.

Se a API do Servidor for "Apache 2 Handler" ou "FPM/FastCGI", as conexões persistentes serão usadas em todas as solicitações atendidas pelo mesmo trabalhador. Para qualquer outro valor, as conexões persistentes não persistirão após cada solicitação.

Command-line Processes

Como a linha de comando PHP usa um novo processo para cada script, conexões persistentes não são compartilhadas entre scripts de linha de comando, portanto, não há nenhum valor em usá-las em scripts transitórios, como crons ou comandos. No entanto, elas podem ser úteis, por exemplo, em um servidor de aplicação de longa duração que atende a muitas solicitações ou tarefas, onde cada uma pode precisar de sua própria conexão com o banco de dados.

Por que usá-las?

Conexões persistentes são benéficas quando a sobrecarga para criar uma conexão ao servidor SQL é alta. Se essa sobrecarga é realmente significativa depende de vários fatores como o tipo de banco de dados, se reside na mesma máquina do servidor web e o quão carregada está a máquina. Quando a sobrecarga de conexão é alta, conexões persistentes podem ajudar consideravelmente: cada processo filho se conecta uma vez só durante toda sua duração, e não a cada vez que ele processa uma página que requer uma conexão ao servidor SQL. Isso significa que cada filho que abre uma conexão persistente manterá sua própria conexão persistente ao servidor. Por exemplo, se cada um de 20 processos filhos diferentes rodarem um script que faz uma conexão persistente ao servidor SQL, haverá 20 conexões separadas a esse servidor, uma de cada filho.

Possíveis desvantagens: limites de conexão

Perceba, no entanto, que isso pode ter desvantagens ao usar um banco de dados com limite de conexões que são excedidas pela conexões persistentes dos filhos. Se o banco de dados tem um limite de 16 conexões simultâneas e durante uma sessão movimentada do servidor 17 processos filhos tentarem se conectar, um deles falhará. Se houver bugs nos scripts que não permitem que as conexões se fechem (como loops infinitos), um banco de dados com apenas 16 conexões pode rapidamente ficar atolado.

Conexões persistentes geralmente aumentam o número de conexões abertas a qualquer momento, pois os trabalhadores ociosos ainda manterão as conexões para as solicitações anteriores. Se um grande número de trabalhadores for criado para lidar com um pico de solicitações, as conexões que eles abriram permanecerão até que o trabalhador seja encerrado ou que o servidor de banco de dados feche a conexão.

Certifique-se de que o número máximo de conexões permitidas pelo servidor de banco de dados seja maior que o número máximo de trabalhadores de solicitação da web (além de qualquer outro uso, como crons ou conexões administrativas).

Consulte a documentação do banco de dados para obter informações sobre como lidar com conexões abandonadas ou ociosas (tempo limite). Tempo limite longo pode aumentar significativamente o número de conexões persistentes abertas ao mesmo tempo.

Possíveis desvantagens: manter o estado de conexão

Algumas extensões de banco de dados realizam limpeza automática quando a conexão é reutilizada; outras deixam essa tarefa a critério do desenvolvedor da aplicação. Dependendo da extensão de banco de dados escolhida e do projeto da aplicação, a limpeza manual pode ser necessária antes da saída do script. Alterações que podem deixar conexões em um estado inesperado incluem:

Banco de dados selecionado / padrão
Bloqueio de tabelas
Transações não confirmadas
Tabelas temporárias
Configurações ou recursos específicos de conexão, como perfilagem

Bloqueios de tabela e transações que não são limpos ou fechados podem fazer com que outras consultas sejam bloqueadas indefinidamente e/ou causar a reutilização subsequente da conexão, causando alterações inesperadas.

Selecionar o banco de dados errado fará com que a reutilização subsequente da conexão não consiga executar as consultas conforme o esperado (ou executá-las no banco de dados errado se os esquemas forem semelhantes o suficiente).

Se as tabelas temporárias não forem limpas, as solicitações subsequentes não conseguirão recriar a mesma tabela.

Pode-se implementar a limpeza usando destruidores de classe ou register_shutdown_function(). Podem ser considerados também proxies de grupo de conexão dedicados que incluam isso como parte de sua funcionalidade.

Palavras Finais

Considerando seu comportamento e as potenciais desvantagens descritas acima, não se deve usar conexões persistentes sem uma análise cuidadosa. Elas não devem ser usadas sem implementar alterações adicionais na aplicação ou sem um configuração cuidadosa do servidor de banco de dados e servidor web e/ou PHP-FPM.

Considere soluções alternativas, como investigar e corrigir as causas de sobrecargas na criação de conexões (por exemplo, desabilitando pesquisas reversas de DNS no servidor de banco de dados) ou proxies de grupo de conexões dedicados.

Para APIs da web de alto volume, considere usar tempos de execução alternativos ou servidores de aplicações de longa execução.