使用 Microsoft.Data.SqlClient 的 SQL Server 连接池

Microsoft.Data.SqlClient 连接池会重用经过身份验证的物理连接。 SqlConnection.Open 或者 OpenAsync 检查池中是否有可用的连接。 Close、Dispose 或 DisposeAsync 会将其重置并返回。 这种方法避免了每次操作都需要网络连接、认证和会话设置。

默认情况下，池化是启用的。 请使用以下应用模式：

await using var connection = new SqlConnection(connectionString);
await connection.OpenAsync(cancellationToken);

using var command = new SqlCommand(sql, connection);
await command.ExecuteNonQueryAsync(cancellationToken);

延迟打开，尽早释放，让池来管理物理连接。 不要在全局范围内保留一个SqlConnection处于打开状态。

了解池密钥

连接只能从其对应的连接池中复用。 池密钥包含的不仅仅是目标服务器。

Input 池塘行为
连接字符串 文字必须完全一致。 关键词顺序的差异会产生独立的池，即使有效设置相同。
Windows 集成身份验证 Windows 身份是密钥的一部分。 同一字符串在不同身份下使用会创建不同的池。
SqlCredential 对象实例是密钥的一部分。 即使包含相同的用户名和密码，独立实例也会创建不同的池。
SqlConnection.AccessToken 访问令牌的值是密钥的一部分。 替换令牌字符串可能会创建新的连接池，并使现有连接池中保留那些仍使用旧令牌完成身份验证的连接。
SqlConnection.AccessTokenCallback 回调是键的一部分。 对于应该共享池的连接，重复使用同一个回调实例。 返回的代币值不是池密钥。
自定义SSPI上下文提供者 提供者实例参与连接配置。 对于应共享同一个连接池的连接，请复用同一个提供程序实例。
环境事务 已登记的连接在匹配池内使用针对事务的细分。

数据库、身份验证模式、加密选项、应用程序名称、池化选项以及连接字符串中的所有其他值，都由同一个连接字符串决定。

建立一个规范的连接字符串并重复使用。 避免在 Application Name、Workstation ID 或其他关键字中使用针对每个请求的值。

选择可以池化的令牌 API

对于 Microsoft Entra ID 访问令牌，请使用 Microsoft.Data.SqlClient 提供的身份验证模式或稳定的 AccessTokenCallback。

AccessTokenCallback是在 Microsoft.Data.SqlClient 5.2 中引入的。 驱动程序在需要令牌时会调用它，并且可以为复用的池请求刷新后的令牌。 保持驱动提供的认证参数的回调确定性，并重复使用同一个代理实例。

当代码直接设置 AccessToken 时：

  • 令牌字符串成为池密钥的一部分。
  • 应用程序负责令牌的过期和刷新。
  • 连接池中的物理连接，其存续时间可能长于用于创建该连接的令牌。
  • 如果该池已无法安全使用，请在替换过期令牌后调用 ClearPool。

不要为每个请求都创建新的回调 Lambda 表达式或凭据对象。 对象身份差异可能导致池的碎片化。

Microsoft。Data.SqlClient 7.0 增加了SspiContextProvider自定义 Kerberos 或 NTLM 协商功能。 将提供者视为应用范围的连接配置，而非每个请求的状态。

每个池的规模

这些连接字符串选项控制同一个连接池：

关键 字 默认 Effect
Pooling true 启用或禁用池化。
Min Pool Size 0 设定池创建后保留的最少物理连接数。
Max Pool Size 100 设定池中物理连接的最大数量。
Connect Timeout 15 秒 设置在没有可用连接时 Open 的等待时长。
Load Balance Timeout 0 秒 如果连接的年龄超过配置值，返回池时会丢弃该连接。 Connection Lifetime 是别名。

随着需求增长，池子会创建连接，直到达到 Max Pool Size。 当所有连接都已使用时，后续打开等待连接返回。 如果等待时间超过 Connect Timeout，则开局失败。

检查前不要提交 Max Pool Size：

  • 每条路径上都布置了各个连接和读取器。
  • 命令和交易都能迅速完成。
  • 查询工作负载没有被阻塞或过于饱和。
  • 数据库连接上限可以处理每个应用程序实例中每个池数量乘以 Max Pool Size。

Min Pool Size 为正值时，会在空闲期间保持连接处于打开状态。 只有在测量结果证明需要热连接时才使用。 它通常不利于缩容至零、无服务器自动暂停以及突发型云架构设计。

在默认的 Load Balance Timeout=0 情况下，定期清理通常会在大约四到八分钟后移除高于 Min Pool Size 的未使用连接，或者在检测到服务器连接断开时由池将其移除。 应将该时间间隔视为实现层面的行为特征，而不是针对每个连接的空闲时长保证。 连接池不会在每次检出连接前都发送验证查询，因为那样的往返开销会抵消连接池带来的大部分收益。

处理认证封锁期

在认证超时或其他认证失败后，池可能会进入阻塞期。 在此期间，匹配的开放尝试会重新抛出原始异常，而无需再次尝试认证。

首次阻止期为五秒。 又一次失败后，时间会翻倍到一分钟。

Pool Blocking Period 控制此行为：

价值 Behavior
Auto 对普通 SQL Server 端点启用阻止，并对已识别的 Azure SQL 端点后缀禁用阻止。 虚 DNS 名称可能不会接收 Azure 行为。
AlwaysBlock 为每个终结点启用阻止时间段。
NeverBlock 禁用阻挡期。

保留 Auto，除非应用程序经验证的重试设计要求作出不同的选择。 禁用封锁期可能会将凭证、防火墙或故障问题变成认证风暴。

阻断时间和可配置的重试逻辑是分开的。 在阻塞期间打开同一池的重试提供者会收到缓存异常。

管理连接生存期和清除

当池检测到致命错误（例如故障切换）时，会自动清空受影响的池。 连接池会关闭空闲连接，并在已检出连接归还时将其丢弃。

使用清除 API 处理已知的配置或凭据边界：

  • ClearPool 清除与某个 SqlConnection 配置关联的池。
  • ClearAllPools清除进程或应用程序域中的所有 Microsoft.Data.SqlClient 连接池。

池关闭了清空池中的空闲连接。 池会标记当前正在使用的连接，因此在返回时会丢弃它们。

清空池会导致后续打开操作执行实际登录。 请勿将其用作定期维护、通用错误处理程序，或替代处理连接。

Load Balance Timeout 提供基于年龄的渐进人员流动。 当部署或集群服务需要让原有的物理连接随着时间逐步断开时，请使用它。 确认所选值不会导致过多的硬连接。

了解事务

使用默认设置 Enlist=true 时，在 System.Transactions.Transaction.Current 内部打开的连接会自动加入该事务。

当一个已加入事务的连接关闭时，连接池会将其放入事务专用的子池中。 同一交易下后续的开启可以重复使用。 物理连接直到交易完成后才会返回到通用池。

因此，长期或废弃的环境事务会：

  • 把物理连接排除在一般资源池之外。
  • 在逻辑连接关闭后仍然消耗池容量。
  • 保持服务器锁和事务状态有效。

保持交易有界限，明确完成，并监控停滞连接。 仅当连接必须保持在环境事务之外时，才设置 Enlist=false。

防止池碎片化

池碎片化会产生许多小池，而不是几个可重复使用的池。 常见原因包括：

  • 连接字符串关键字顺序或别名差异。
  • 每个客户、用户、请求或数据库对应一个连接字符串。
  • 在多个 Windows 身份下集成认证。
  • 新 SqlCredential、访问令牌回调或按请求创建的 SSPI 提供程序实例。
  • 每次刷新时都会更换直接访问令牌。
  • 高基数应用程序名称或工作站 ID。

使用 SqlConnectionStringBuilder 规范化连接字符串，并集中处理连接创建。

如果应用程序有意连接多个数据库或身份，应将所得的池计数纳入容量规划。 不要使用不受信任的数据库名称来运行 USE 来合并池。 数据库隔离、权限、会话状态和池重置行为必须保持明确。

考虑应用程序角色和会话状态

池会在将物理连接分配给另一个逻辑连接之前，重置可重用的 SQL Server 会话状态。 应用代码仍应在其工作单元内设置所需的会话状态。

使用 sp_setapprole 激活的 SQL Server 应用程序角色无法安全地重置回常规池化状态。 优先使用数据库用户、包含的用户、角色、行级安全或其他授权设计。 如果某个应用角色不可避免，请采用有文档记录的基于 Cookie 的反转模式，或者在测试后对该隔离路径禁用池。

释放读取器，完成或回滚事务，并且不要在连接关闭时让命令继续运行。 不要指望临时表或其他会话状态能够跨逻辑连接保留下来。

使用云托管的池化模式

对于 Azure 应用服务、Azure Functions、容器、Kubernetes 和其他横向扩展的主机：

  • 计算所有实例、进程、池键和副本之间可能的数据库连接。
  • 使用管理身份或稳定访问令牌回调，而不是在连接对象中轮换令牌字符串。
  • 保持 Min Pool Size=0，除非经过测量的冷启动要求证明有必要使用保留会话。
  • 预计新实例会从一个空池开始。
  • 在服务相同工作负载的实例之间保持连接字符串一致。
  • 限制连接尝试次数和重试次数，以避免在故障切换或横向扩展期间出现同步登录激增。
  • 设置 MultiSubnetFailover=true，用于 Azure SQL 和其他受支持的多地址 TCP 端点。

连接池是应用进程本地的。 它们不会在应用实例、容器或主机之间共享。

诊断池行为

使用 SqlClient 诊断计数器 观察以下内容：

  • 硬连接和断开连接，代表物理服务器连接。
  • 软连接和断开连接，分别代表池的检出与归还。
  • 活动连接和空闲池化连接。
  • 主动池组和池。
  • 停滞连接。
  • 重新收回连接，应用代码没有丢弃逻辑连接。

将客户端计数器与 SQL Server 会话、等待、阻塞和资源限制相关联。 池超时可能意味着连接泄漏、查询缓慢、事务阻塞、过多并发、池碎片化或数据库容量限制。

使用 事件源跟踪 对池化器进行有针对性的跟踪。 跟踪信息过于冗长。 启用它作为有界诊断窗口，并保护捕获的连接元数据。

生产核对清单

  • 使池保持启用状态。
  • 对每个工作负载和数据库，重复使用同一个标准连接字符串。
  • 在每条路径上丢弃连接、命令、读取器和事务。
  • 复用凭据、令牌回调和SSPI提供者实例。
  • 为连接和命令设置有限的超时时间。
  • 为每个应用实例计算总连接预算。
  • 监控硬连接数、连接池计数、空闲连接数、停滞状态和超时。
  • 仅在提供程序无法检测到凭据、令牌或配置边界，或诊断确认仍存在陈旧连接时，才清除连接池。
  • 在生产环境上线前，对横向扩展、故障转移和凭据刷新行为进行负载测试。

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