多线程连接时MariaDB C++ Connector崩溃错误求助

在Ubuntu 20.04系统中使用gcc编译器及MariaDB C++ Connector时，Web服务器负载测试发现，只要存在多个并发连接，服务器就会崩溃。问题定位到MariaDB驱动的connect方法，报错为以下两种异常之一：

terminate called after throwing an instance of 'std::logic_error'
what(): basic_string::_M_construct null not valid
Aborted (core dumped)

terminate called after throwing an instance of 'std::invalid_argument'
what(): stoi
Aborted (core dumped)

最小复现代码（仅依赖标准库与mariadb/conncpp.hpp）：

#include <mariadb/conncpp.hpp>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <string>

sql::Driver* driver = sql::mariadb::get_driver_instance();
sql::SQLString connectionUrl = "jdbc:mariadb://localhost:3306/the_database_name";
sql::Properties properties = {{"user", "the_username"}, {"password", "the_password"}};

int main()
{
    // simulate 2 concurrent connections each making 500 requests
    std::vector<std::function<void()>> t1cbs;
    std::vector<std::function<void()>> t2cbs;
    for(int i = 0; i < 500; i++) // if does not fail for you at 500 up the number until it does
    {
        t1cbs.push_back([&]{
            std::unique_ptr<sql::Connection> conn(driver->connect(connectionUrl, properties));
            std::cout << "t1:" << conn->getHostname().c_str() << std::endl;
        });

        // comment out this block to keep the second thread from executing, and you will see 
        // that no errors occur
        t2cbs.push_back([&]{
            std::unique_ptr<sql::Connection> conn(driver->connect(connectionUrl, properties));
            std::cout << "t2:" << conn->getHostname().c_str() << std::endl;
        });
    }

    std::thread t1([&]{
        for(auto& cb : t1cbs)
            cb();
    });

    std::thread t2([&]{
        for(auto& cb : t2cbs)
            cb();
    });

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

经排查，driver->connect方法存在线程安全问题，官方文档也提及多线程环境下直接调用可能引发异常，以下是可行的规避方案：

• 对connect调用加全局互斥锁
  用互斥锁保护所有并发的connect调用，确保同一时间只有一个线程执行连接操作，直接解决线程冲突问题：

  #include <mutex>
  
  std::mutex connect_mutex;
  
  // 在每个线程的连接逻辑中加锁
  auto conn_func = [&]{
      std::lock_guard<std::mutex> lock(connect_mutex);
      std::unique_ptr<sql::Connection> conn(driver->connect(connectionUrl, properties));
      std::cout << "t1:" << conn->getHostname().c_str() << std::endl;
  };
  

  缺点是会牺牲部分并发性能，适合连接频率较低的场景。

• 每个线程独立获取Driver实例
  避免多个线程共享同一个Driver实例，改为每个线程单独获取Driver：

  // 不在全局定义driver，而是在每个线程的连接逻辑中初始化
  t1cbs.push_back([&]{
      sql::Driver* local_driver = sql::mariadb::get_driver_instance();
      std::unique_ptr<sql::Connection> conn(local_driver->connect(connectionUrl, properties));
      std::cout << "t1:" << conn->getHostname().c_str() << std::endl;
  });
  

  每个线程使用独立的Driver实例，消除共享状态带来的线程安全隐患。

• 使用连接池替代直接创建连接
  生产环境优先选择连接池，它不仅能管理连接生命周期、降低频繁创建连接的开销，还会内部处理线程安全问题。MariaDB C++ Connector原生支持连接池：

  #include <mariadb/conncpp/ConnectionPool.hpp>
  
  // 初始化连接池（建议全局或单例模式）
  sql::ConnectionPool* pool = sql::mariadb::ConnectionPool::create(
      driver, connectionUrl, properties, 10, 20); // 最小10个连接，最大20个
  
  // 线程中获取连接
  auto conn_func = [&]{
      std::unique_ptr<sql::Connection> conn(pool->getConnection());
      std::cout << "t1:" << conn->getHostname().c_str() << std::endl;
      // 连接使用后自动归还到池，无需手动关闭
  };
  

  这是高并发场景下的最优解决方案。

• 升级MariaDB C++ Connector版本
  部分旧版本的Connector存在线程安全bug，升级到最新稳定版可能已修复相关问题。Ubuntu下可通过以下命令升级：

  sudo apt update && sudo apt install --only-upgrade libmariadb-dev libmariadbcpp-dev
  

内容的提问来源于stack exchange，提问作者whitwhoa