MySQL源碼學(xué)習(xí)之Connection Manager詳解
MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)Connection Manager的相關(guān)知識(shí)是本文我們主要要介紹到內(nèi)容，接下來(lái)就讓我們一起來(lái)了解一下吧。
1.連接的線程數(shù)
MySQL支持單線程和多線程兩種連接線程數(shù)。如果是單線程，則在同一時(shí)刻，只能有一個(gè)connection連接到MySQL,其他的連接會(huì)被掛起。如果是多線程，則同一時(shí)刻可以支持多個(gè)connection同時(shí)連接到服務(wù)器。可以通過(guò)設(shè)置服務(wù)器的啟動(dòng)參數(shù)來(lái)設(shè)定連接的線程數(shù)：
- mysqld.exe --thread-handling=no-threads
- mysqld.exe --thread-handling=one-thread-per-connection
服務(wù)器如何通過(guò)參數(shù)來(lái)選擇使用哪種方式的呢？且看服務(wù)器中的分支代碼：
- #ifdef EMBEDDED_LIBRARY
- one_thread_scheduler(&thread_scheduler);
- #else
- if (global_system_variables.thread_handling <=
- SCHEDULER_ONE_THREAD_PER_CONNECTION)
- one_thread_per_connection_scheduler(&thread_scheduler);
- else if (global_system_variables.thread_handling == SCHEDULER_NO_THREADS)
- one_thread_scheduler(&thread_scheduler);
- else
- pool_of_threads_scheduler(&thread_scheduler); /* purecov: tested */
- #endif
這段代碼出現(xiàn)在get_options函數(shù)中，此函數(shù)是根據(jù)傳入的服務(wù)器參數(shù)，設(shè)置相應(yīng)參數(shù)的模式。由這段代碼可以看出，如果定義了EMBEDDED_LIBRARY宏定義(估計(jì)應(yīng)該是嵌入式使用)，則調(diào)用one_thread_scheduler，即使用單線程。如果參數(shù)小于等于SCHEDULER_ONE_THREAD_PER_CONNECTION，則調(diào)用one_thread_per_connection_scheduler，即每個(gè)連接一個(gè)線程，即多線程。
至于global_system_variables.thread_handling是如何進(jìn)行設(shè)置的呢？其實(shí)就是根據(jù)我們傳遞給服務(wù)器的參數(shù)--thread-handling進(jìn)行設(shè)置的，參數(shù)的設(shè)置統(tǒng)一在函數(shù)get_options中，其調(diào)用mysqld_get_one_option，其中有個(gè)分支，代碼如下：
- case OPT_THREAD_HANDLING:
- {
- global_system_variables.thread_handling=
- find_type_or_exit(argument, &thread_handling_typelib, opt->name)-1;
- break;
- }
對(duì)參數(shù)初始化有興趣的可以具體的看下get_options這個(gè)函數(shù)，這里就不詳細(xì)講解了。 我們來(lái)看下one_thread_scheduler和one_thread_per_connection_scheduler的源代碼，看下他們都做了些什么？
- void one_thread_scheduler(scheduler_functions* func)
- {
- func->max_threads= 1;
- #ifndef EMBEDDED_LIBRARY
- func->add_connection= handle_connection_in_main_thread;
- #endif
- func->init_new_connection_thread= init_dummy;
- func->end_thread= no_threads_end;
- }
- void one_thread_per_connection_scheduler(scheduler_functions* func)
- {
- func->max_threads= max_connections;
- func->add_connection= create_thread_to_handle_connection;
- func->end_thread= one_thread_per_connection_end;
- }
原來(lái)就是設(shè)置了一個(gè)結(jié)構(gòu)體中scheduler_functions的參數(shù)，只不過(guò)這些參數(shù)是一些函數(shù)指針罷了，也就是說(shuō)在具體的調(diào)用中，
只需要調(diào)用add_connection或end_thread即可，不需要知道到底是調(diào)用了哪個(gè)函數(shù)，這大概就是一種變形的多態(tài)性吧。
2.初始化網(wǎng)絡(luò)配置
網(wǎng)絡(luò)配置比較簡(jiǎn)單，就是設(shè)置端口，創(chuàng)建套接字，綁定端口，監(jiān)聽(tīng)端口。實(shí)現(xiàn)全部集中在network_init函數(shù)中，由于這個(gè)函數(shù)確
實(shí)沒(méi)什么好講的，如果對(duì)socket不熟悉的話，可以去網(wǎng)上搜索下相關(guān)知識(shí)。這里直接給出相應(yīng)的偽代碼：
- network_init
- {
- set_ports; //設(shè)置端口號(hào)，#define MYSQL_PORT 3306
- socket； //創(chuàng)建套接字
- bind; //綁定端口號(hào)
- listen； //監(jiān)聽(tīng)端口號(hào)
- }
3.連接的方式
進(jìn)程間通信的方式不止是SOCKET，還有其他很多方式。Mysql支持三種連接方式：namepipe、socket和shared memory，即命名管道、套接字和共享內(nèi)存的方式。這三種方式是可以共存的。默認(rèn)只使用套接字。
TCP/IP套接字方式是MySQL在任何平臺(tái)下都提供的連接方式，也是網(wǎng)絡(luò)中使用得最多的一種方式。這種方式在TCP/IP連接上建立一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的連接請(qǐng)求，一般情況下客戶端在一臺(tái)服務(wù)器上，而MySQL實(shí)例在另一臺(tái)服務(wù)器上，這兩臺(tái)機(jī)器通過(guò)一個(gè)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接。
例如，我可以在Windows服務(wù)器下請(qǐng)求一臺(tái)遠(yuǎn)程Linux服務(wù)器下的MySQL實(shí)例。在Windows 2000、Windows XP、Windows 2003和Windows Vista以及在此之后的 Windows操作系統(tǒng)中，如果兩個(gè)需要通信的進(jìn)程在同一臺(tái)服務(wù)器上，那么可以使用命名管道，SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)默認(rèn)安裝后的本地連接也使用命名管道。在MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，需在配置文件中啟用--enable-named-pipe選項(xiàng)。
在MySQL 4.1之后的版本中，MySQL還提供了共享內(nèi)存的連接方式，在配置文件中添加--shared-memory。如果想使用共享內(nèi)存的方式，在連接時(shí)，Mysql客戶端還必須使用-protocol=memory選項(xiàng)。啟動(dòng)時(shí)可以通過(guò)下面的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
- mysqld.exe --enable-named-pipe
- mysqld.exe --shared-memory
除了在啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置外，也可以通過(guò)修改MY.INI文件進(jìn)行設(shè)置。我們來(lái)看下源碼中選擇連接方式的分支函數(shù)handle_connections_methods：
- handle_connections_methods()
- {
- if (hPipe != INVALID_HANDLE_VALUE)
- {
- handler_count++;
- if (pthread_create(&hThread,&connection_attrib,
- handle_connections_namedpipes, 0))
- {
- sql_print_warning("Can't create thread to handle named pipes");
- handler_count--;
- }
- }
- if (have_tcpip && !opt_disable_networking)
- {
- handler_count++;
- if (pthread_create(&hThread,&connection_attrib,
- handle_connections_sockets, 0))
- {
- sql_print_warning("Can't create thread to handle TCP/IP");
- handler_count--;
- }
- }
- if (opt_enable_shared_memory)
- {
- handler_count++;
- if (pthread_create(&hThread,&connection_attrib,
- handle_connections_shared_memory, 0))
- {
- sql_print_warning("Can't create thread to handle shared memory");
- handler_count--;
- }
- }
- }
由于對(duì)于namepipe和memory share的通信方式不太了解，這里只研究socket的通信方式。從代碼中可以看出，handle_connections_sockets便是socket的設(shè)置，我們就來(lái)看下它。
4.socket管理創(chuàng)建新線程
socket管理其實(shí)比較簡(jiǎn)單，直接給出其偽代碼：
- handle_connections_sockets
- {
- select; //監(jiān)視socket文件描述符
- new_socket = accept;//處理到來(lái)的客戶端連接
- thd = new THD；創(chuàng)建THD類
- vio_tmp = vio_new(new_socket,VIO_TYPE_TCPIP, 0); //初始化VIO結(jié)構(gòu)體
- my_net_init(&thd->net, vio_tmp);//初始化thd的net結(jié)構(gòu)體
- create_new_thread(thd);//為這個(gè)連接創(chuàng)建一個(gè)新的線程，如果是單線程模式的話，就不會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新線程
- }
首先是select函數(shù)進(jìn)行監(jiān)視socket端口，如果監(jiān)控到有連接，則通過(guò)accept函數(shù)接受客戶端的連接，然后新建一個(gè)THD類，將連接參數(shù)全部設(shè)置到THD類的參數(shù)上，最后調(diào)用create_new_thread函數(shù)，這個(gè)函數(shù)便是重點(diǎn)。 我們進(jìn)入這個(gè)函數(shù)，看下做了啥。
- create_new_thread
- {
- ++connection_count;//全局連接數(shù)自增
- thread_count++; //全局線程數(shù)自增
- thread_scheduler.add_connection(thd);//真正創(chuàng)建線程
- }
So easy,首先將全局連接數(shù)+1，全局線程數(shù)+1，然后調(diào)用add_connection函數(shù)，這個(gè)函數(shù)就是我們?cè)谏厦娴谝徊皆O(shè)置連接的
線程數(shù)中，one_thread_scheduler和one_thread_per_connection_scheduler中設(shè)置的一個(gè)參數(shù)。這兩者的區(qū)別便是是否創(chuàng)建了
一個(gè)新的線程來(lái)處理到來(lái)的連接。one_thread_scheduler是單線程方式，木有新建線程。我們重點(diǎn)研究one_thread_per_connection_scheduler，其設(shè)置的add_connection函數(shù)為create_thread_to_handle_connection：
- create_thread_to_handle_connection(THD *thd)
- {
- thread_created++;
- threads.append(thd); // 創(chuàng)建線程數(shù)自增，并加入到threads鏈表上
- pthread_create(&thd->real_id,&connection_attrib,
- handle_one_connection,
- (void*) thd);//這就是真正創(chuàng)建線程的地方了，函數(shù)便是handle_one_connection
- }
可見(jiàn)，最后調(diào)用了pthread_create函數(shù)，這個(gè)函數(shù)便是創(chuàng)建一個(gè)新的線程，新線程的處理函數(shù)為handle_one_connection.
5.新線程處理流程
新線程處理函數(shù)為handle_one_connection，到此位置，一個(gè)新的connection被一個(gè)新創(chuàng)建的線程所單獨(dú)處理。我們看下其中
是如何進(jìn)行處理的。
- handle_one_connection(void *arg)
- {
- for (;;)
- {
- lex_start(thd); //初始化詞法分析結(jié)構(gòu)體
- login_connection(thd); //用戶認(rèn)證，失敗報(bào)錯(cuò)
- prepare_new_connection_state(THD* thd)；//Initialize THD to handle queries
- while (!net->error && net->vio != 0 && //循環(huán)處理command
- !(thd->killed == THD::KILL_CONNECTION))
- {
- if (do_command(thd))
- break; //處理失敗跳出
- }
- end_connection(thd); //關(guān)閉連接
- close_connection(thd, 0, 1);
- thread_scheduler.end_thread(thd,1);//結(jié)束線程
- return 0;
- }
- }
首先進(jìn)行了詞法分析結(jié)構(gòu)體的初始化，然后進(jìn)行用戶認(rèn)證，認(rèn)證成功后通過(guò)do_command循環(huán)執(zhí)行客戶端發(fā)過(guò)來(lái)的命令。
6.總結(jié)
整個(gè)connection manager的流程十分清晰，單線程的連接一般很少使用，大多使用多線程方式。多線程連接中其實(shí)還涉及到線程緩沖池的概念，即如果一個(gè)連接斷開(kāi)后，其所創(chuàng)建的線程不會(huì)被銷毀掉，而是放到緩沖池中，等待下一個(gè)新的connection到來(lái)時(shí)，首先去線程緩沖池查找是否有空閑的線程，有的話直接使用，木有的話才去創(chuàng)建新的線程來(lái)管理這個(gè)connection。
關(guān)于MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)Connection Manager的相關(guān)知識(shí)就介紹到這里了，希望本次的介紹能夠?qū)δ兴斋@！
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