超时机制是个常见的设计，对于系统的稳定性和可靠性有重要的作用。
本文分别从 H2 和 Mysql 两种数据库的实现方式，来了解数据库查询的超时设计。
JDBC queryTimeout 概述
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超时机制对于防止长时间运行的查询占用过多资源，或者数据库锁等问题导致的死锁非常有用。
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不同的数据库和驱动对超时设置的实现可能不同（如H2 和 Mysql）。
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如果执行时间超过了设置的阈值，驱动/数据库会尝试取消或终止执行中的查询。
H2 queryTimeout 实现方案
H2 在服务端定时循环检测中断。简单直接。
①超时设置
超时设置作用于当前session, 根据关键变量 cancelAt 来判断当前时间节点是否超过阈值。
setQueryTimeout 是以 Set SQL 命令实现的（SET QUERY_TIMEOUT ?）。
参考：org.h2.command.dml.SetTypes#QUERY_TIMEOUT
/**
* 给当前session 设置超时时间
* @see org.h2.engine.Session#setQueryTimeout
*/
public void setQueryTimeout(int queryTimeout) {
// 取数据库全局配置和session 配置中的最小值
int max = database.getSettings().maxQueryTimeout;
if (max != 0 && (max < queryTimeout || queryTimeout == 0)) {
// the value must be at most max
queryTimeout = max;
}
this.queryTimeout = queryTimeout;
// 关键变量（volatile），记录超时时间节点。
// 执行查询命令前，会重置 cancelAt = now + queryTimeout;
this.cancelAt = 0;
}
②中断操作
执行数据检索的过程中，会定期检查是否超时，来决定是否中断。
/**
* 数据检索和查询过程中，定期检测 timeout
* @see org.h2.table.TableFilter#next
*/
public boolean next() {
// 数据扫描检测 4095次，触发检测 timeout
if ((++scanCount & 4095) == 0) {
// 实际调用 session.checkCanceled();
// 👉 如果当前时间大于或等于cancelAt设置的时间，意味着取消操作的时间已经到了或者过了，事务应该被取消。抛出一个DbException异常。
checkTimeout();
}
if (cursor.next()) {
currentSearchRow = cursor.getSearchRow();
// 执行数据扫描和筛选...
}
}
Mysql queryTimeout 实现方案
Mysql 在客户端多线程检测并主动发起中断操作。
查询操作开始时启动计时器。如果操作在超时时间内完成，则正常继续。如果操作未在超时时间内完成，则触发一个中断或异常。
①超时设置
客户端（驱动）timeoutInMillis 变量赋值操作。
/**
* 当前Statement对象设置超时，发起查询操作前，决定是否启动计时器
* @see com.mysql.jdbc.StatementImpl#setQueryTimeout
*/
public synchronized void setQueryTimeout(int seconds) throws SQLException {
if (seconds < 0) {
throw SQLError.createSQLException(Messages.getString("Statement.21"), "S1009", this.getExceptionInterceptor());
} else {
this.timeoutInMillis = seconds * 1000;
}
}
②中断操作
需要理解多线程的并发操作。
/**
* 客户端发起sql 请求前，会启动超时计时器，用于执行中断操作。
* @see StatementImpl#execute(String, boolean)
*/
private synchronized boolean execute(String sql, boolean returnGeneratedKeys) throws SQLException {
try {
// 如果启用并设置了超时时间，会启动计时器。
if (locallyScopedConn.getEnableQueryTimeouts() && this.timeoutInMillis != 0 && locallyScopedConn.versionMeetsMinimum(5, 0, 0)) {
timeoutTask = new StatementImpl.CancelTask(this);
// (Timer)ctr.newInstance("MySQL Statement Cancellation Timer", Boolean.TRUE);
locallyScopedConn.getCancelTimer().schedule(timeoutTask, (long)this.timeoutInMillis);
}
// 主线程发起 sql 请求。如果超时，计时器会发起 "KILL QUERY " + CancelTask.this.connectionId， 中断主线程阻塞。
rs = locallyScopedConn.execSQL(this, sql, -1, (Buffer)null, this.resultSetType, this.resultSetConcurrency, doStreaming, this.currentCatalog, cachedFields);
synchronized(this.cancelTimeoutMutex) {
// 检测启动器是否发起超时KILL, 决定 throw MySQLTimeoutException()
if (this.wasCancelled) {
SQLException cause = null;
if (this.wasCancelledByTimeout) {
cause = new MySQLTimeoutException();
}
throw cause;
}
}
}
}
总结
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如上述的源码分析，超时的时间精度和驱动/数据库有关，实际的超时时间可能会比设置的时间稍长。
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上述两种超时实现方案各有优势，H2 数据库相对简单直观，Mysql 复杂但控制更加精准。
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合理的超时设定，可以提升数据库的稳定性，减少不必要的资源浪费和占用。