SQL Server 連接共用 (ADO.NET)

發行項
05/23/2023

適用於：.NET Framework .NET .NET Standard

連接到資料庫伺服器通常需要執行幾個很費時的步驟。必須要建立實體頻道 (如通訊端或具名管道)，必須建立與伺服器的初始信號交換、必須剖析連接字串資訊、伺服器必須要驗證連接，以及必須檢查是否已在現行異動中登記等。

實際上，大部分應用程式僅使用一個或幾個不同的連接組態。這表示應用程式執行期間，將會重複開啟及關閉許多相同的連接。為了將開啟連線的成本降至最低，Microsoft SqlClient Data Provider for SQL Server 使用稱為「連接共用」的最佳化技術。

連接共用可減少開啟新連接的必要次數。「共用器」會維護實體連線的擁有權。它藉由讓每個指定連接組態的作用中連接集保持運行狀態，來管理連接。只要使用者針對連接呼叫 Open，共用器便會查看集區中是否有可用的連接。如果共用的連接可用，則共用器會將其傳回至呼叫端，而不會開啟新的連接。應用程式針對連接呼叫 Close 時，共用器會將其傳回至共用的作用中連接集，而不會真正關閉它。連接一旦傳回至集區，便已備妥在下一次 Open 呼叫中重複使用。

只能共用具有相同組態的連接。 Microsoft SqlClient Data Provider for SQL Server 會同時保留數個集區，每個設定各一個。使用整合安全性時，會按連接字串及 Windows 識別將連接分成多個集區。連接也會根據是否登記於異動中而進行共用。當使用 ChangePassword 時，SqlCredential 執行個體會影響連線集區。即使使用者 ID 和密碼相同，不同的 SqlCredential 執行個體仍將使用不同的連線集區。

共用連接可顯著提高應用程式的效能及延展性。預設會在 Microsoft SqlClient Data Provider for SQL Server 中啟用連接共用。除非您明確停用，否則在應用程式中開啟及關閉連接時，共用器會對連接進行最佳化。您也可提供幾個連接字串修飾詞，以控制連接共用行為。如需詳細資訊，請參閱此主題稍後的＜使用連接字串關鍵字控制連接共用。

重要

啟用連接共用時，如果發生逾時錯誤或其他登入錯誤，將會擲回例外狀況，而後續的連線嘗試將在接下來的 5 秒 (「blocking period」) 失敗。如果應用程式嘗試在封鎖期間內連接，將再次擲回第一個例外狀況。封鎖期間結束後的後續失敗將導致新的封鎖期間，此期間為前一個封鎖期間的兩倍，最多可達 1 分鐘 (最大值)。

注意

根據預設，"blocking period" 機制不適用 Azure SQL Server。您可以透過修改 ConnectionString 中的 PoolBlockingPeriod 屬性來變更此行為，但 .NET Standard 除外。

集區建立及指派

第一次開啟連接時，會根據精確的比對演算法建立連接集區，該演算法可將集區與連接中的連接字串相關聯。每個連接集區與不同的連接字串相關聯。開啟新連接時，如果連接字串與現有集區並不完全相符，則會建立新集區。

注意

每個「Windows 身分識別」都會針對每個「處理序」、每個「應用程式定義域」、每個「連接字串」，以及在使用整合式安全性時共用連線。連接字串必須完全符合；以不同順序針對同一連接所提供的關鍵字將會個別共用。

注意

如果連接字串中未指定 MinPoolSize 或其指定為零，則會在一段非作用中期間後關閉集區中的連接。不過，如果指定的 MinPoolSize 大於零，則在卸載 AppDomain 且處理序結束之前，不會損毀連接集區。維護非作用中或空的集區僅會導致最小的系統負荷量。

注意

發生嚴重錯誤 (如容錯移轉) 時，會自動清除集區。

在下列 C# 範例中，會建立三個新的 SqlConnection 物件，但是只需要兩個連接集區來管理它們。請注意，第一個及第二個連接字串的不同之處在於指派給 Initial Catalog 的值不同。

using (SqlConnection connection = new SqlConnection(
    "Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=Northwind"))
        {
            connection.Open();
            // Pool A is created.
        }

    using (SqlConnection connection = new SqlConnection(
    "Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=pubs"))
        {
            connection.Open();
            // Pool B is created because the connection strings differ.  
        }

    using (SqlConnection connection = new SqlConnection(
    "Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=Northwind"))
        {  
            connection.Open();
            // The connection string matches pool A.  
        }

新增連線

針對每個唯一連接字串可建立連接集區。建立集區時，會建立多個連接物件並加入集區，以滿足最小集區大小需求。視需要將連線新增至集區，最多可達指定的集區大小上限 (預設值為 100)。連接關閉或處置時，會被釋放回集區。

要求 SqlConnection 物件時，如果存在可用的連接，則會從集區取得該物件。若要連接可用，則連接必須未使用、具有相符的異動內容或不與任何異動內容關聯，並具有到伺服器的有效連結。

連接共用器會藉由重新配置釋放回集區的連接，來滿足連接的請求。如果已達到最大集區大小，但仍沒有可用的連接，則會將要求排入佇列。然後，共用器會嘗試回收任何連線，直到達到逾時為止 (預設值為 15 秒)。如果連接逾時之前共用器無法滿足要求，則會擲回例外狀況。

警告

強烈建議您在使用完連接後一律關閉該連接，以便將連接傳回集區。您可以使用 Connection 物件的 Close 或 Dispose 方法，或透過開啟 C# 中之 using 陳述式或 Visual Basic 中之 Using 陳述式內的所有連線來執行此動作。可能不會將未明確關閉的連接加入或傳回集區。如需詳細資訊，請參閱 using 陳述式或操作說明：處置系統資源 (Visual Basic)。

注意

請不要在您類別之 Close 方法中的 Dispose、Connection 或任何其他 Managed 物件上呼叫 DataReader 或 Finalize。在完成項中，只需釋放類別直接擁有的 Unmanaged 資源。如果類別未擁有任何 Unmanaged 資源，請不要在類別定義中包含 Finalize 方法。如需詳細資訊，請參閱記憶體回收。

如需與開啟及關閉連線相關聯之事件的詳細資訊，請參閱 SQL Server 文件中的 Audit Login 事件類別與 Audit Logout 事件類別。

移除連線

如果有設定 LoadBalanceTimeout (或 Connection Lifetime)，當連接傳回集區時，會將其建立時間與目前時間進行比較，如果該時間範圍 (秒) 超過 LoadBalanceTimeout 指定的值，則會損毀連接。這在叢集組態中很有用，可在執行中伺服器與剛連線的伺服器之間強制負載平衡。

如果 LoadBalanceTimeout (或連線存留期) 未設定 (預設值 = 0)，則連線共用器會在集區閒置大約 4-8 分鐘後 (以隨機的兩個階段傳遞方式)，或如果共用器偵測到與伺服器的連線已提供，從集區移除連線。

注意

只有在嘗試與伺服器通訊之後，才能偵測到中斷的連線。如果發現連接已不再連接到伺服器，則會將其標記為無效。只當關閉或回收無效的連接時，才會將它們從連接集區中移除。

如果連接是與已消失的伺服器連接，即使連接共用器尚未偵測到已嚴重損毀的連接並將其標記為無效，此連接還是會從集區中建立。這是因為檢查連接是否仍然有效的額外負荷抵銷了集區的優點，它導致了與伺服器之間的往返通訊。發生此情況時，第一次嘗試使用該連接時將偵測到連接已嚴重損毀，並擲回例外狀況。

清除集區

Microsoft SqlClient Data Provider for SQL Server 引進了兩種清除集區的新方法：ClearAllPools 與 ClearPool。 ClearAllPools 會清除指定提供者的連接集區， ClearPool 會清除與特定連接相關聯的連接集區。

注意

如果呼叫時有正在使用中的連接，則會適當地標記它們。而當連接關閉時，會捨棄它們，而不是將其傳回集區。

交易支援

從集區中描繪連接，並根據異動內容進行指派。除非已在連接字串中指定 Enlist=false，否則連接集區會確保將連接登記在 Current內容中。連接關閉並傳回到具有已登記 System.Transactions 異動的集區時會先擱置。如果下一個要求發出時此連接是可用狀態，具有相同 System.Transactions 異動之連接集區就會傳回相同的連接。如果這類要求發出，但沒有可用的共用連接，則會從集區的非交易部分建立連接並登記。如果共用的連接可用，則共用器會將其傳回至呼叫端，而不會開啟新的連接。

連接關閉時，會根據其異動內容將其釋放回集區，並置於適當的子區塊中。因此，即使分散式交易仍處於暫止狀態，您仍可以關閉連接，而不會產生錯誤。這可讓您稍後再認可或中止分散式異動。

使用連接字串關鍵字控制連接共用

ConnectionString 物件的 SqlConnection 屬性支援連接字串索引鍵/值配對，這些配對可用於調整連接共用邏輯的行為。如需詳細資訊，請參閱ConnectionString。

集區片段

集區片段是許多 Web 應用程式中的常見問題，這些應用程式可能會建立大量集區，並且直至處理序結束後才釋放它們。這會使大量連接保持開啟狀態並消耗記憶體，導致效能降低。

因整合式安全性而產生的集區片段

可根據連接字串及使用者識別共用連接。因此，如果您在網站上使用基本驗證或 Windows 驗證，並使用整合安全性登入，則每個使用者會獲得一個集區。雖然這會提升單一使用者之後續資料庫要求的效能，但該使用者無法利用其他使用者的連接。這也會導致每個使用者至少存在一個與資料庫伺服器的連接。這是特定 Web 應用程式架構的副作用，是開發人員在針對安全性與稽核需求方面必須考量的問題。

因多個資料庫而產生的集區片段

許多網際網路服務提供者在單一伺服器上裝載多個網站。他們可以使用單一資料庫確認表單驗證登入，然後開啟該使用者或使用者群組之特定資料庫的連接。驗證資料庫的連接可供所有人共用和使用。不過，每個資料庫存在單獨的連接集區，而這會增加伺服器連接的數目。

這也是應用程式設計的副作用。有一個比較簡單的方法可避免此副作用，同時不會影響連接到 SQL Server 時的安全性。連接到伺服器上的同一個資料庫，而不是連接到每個使用者或群組的個別資料庫，然後執行 Transact-SQL USE 陳述式，以變更為想要的資料庫。

下列程式碼片段會示範如何建立與 master 資料庫的初始連接，然後切換至 databaseName 字串變數中指定之目標資料庫。

// Assume that connectionString connects to master.  
using (SqlConnection connection = new SqlConnection(connectionString))
using (SqlCommand command = new SqlCommand())
{
    connection.Open();
    command.Connection = connection;
    command.Text = "USE DatabaseName";
    command.ExecuteNonQuery();
}

應用程式角色與連接共用

呼叫 sp_setapprole 系統預存程序來啟動 SQL Server 應用程式角色後，便無法重設該連接的安全性內容。不過，啟用共用後，連接會傳回到集區，並且在重複使用共用連接時發生錯誤。

應用程式角色替代方案

建議您善加利用安全機制，以取代應用程式角色。

另請參閱

連接共用
SQL Server and ADO.NET (SQL Server 和 ADO.NET)
SqlClient 中的診斷計數器
Microsoft ADO.NET for SQL Server

共用方式為