Однажды ошибка в этом месте (делать одно глобальное соединение с БД) стоила мне целых выходных. Сразу оговорюсь, что использовался не mysql, а модуль node-postgres, но суть должна быть одинаковой. При большой нарузке длинные запросы блокировали сокет базы, и как следствие работу всего сервиса. Поэтому нужно было срочно переделывать модель на Connection Pool, который на этапе разработки как-то ушел из внимания, так как на одном коннекте с небольшой бд тестовых данных вроде бы все было хорошо. :)
Пул может организовать несколько параллельных подключений, которые не будут мешать друг другу. По окончании запроса подключение освобождается и уходит в пул. При отсутсвии свободных слотов в пуле запрос ставится в очередь до освобождения одного из слотов. Что касается доступа в БД, я использовал простейший вариант — непосредственный доступ через модуль и его параметры подключения по умолчанию. В каждом файле, который нуждается в БД, делается require драйвера БД и через него происходит обращение в базу. При использовании пула надо обязательно следить за освобождением соединений (функция done). Количество соединений в пуле задается опцией настроек модуля.
О том, как использовать пул в pg, можно почитать
здесь.