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[数据库]线程池总结(二)


     上一篇主要讲了线程池的原理和实现,感觉有点意犹未尽,这篇文章是对上篇文章的一个补充,主要围绕以下两点展开,one-connection-per-thread的实现方式以及线程池中epoll的使用。

one-connection-per-thread

根据scheduler_functions的模板,我们也可以列出one-connection-per-thread方式的几个关键函数。

static scheduler_functions con_per_functions=

{     max_connection+1,      // max_threads   

     NULL,   

     NULL,   

     NULL,                             // init   

     Init_new_connection_handler_thread,  // init_new_connection_thread

      create_thread_to_handle_connection,  // add_connection   

     NULL,                                   // thd_wait_begin   

     NULL,                                  // thd_wait_end   

     NULL,                                  // post_kill_notification   

     one_thread_per_connection_end,      // end_thread    

     NULL                             // end

};

1.init_new_connection_handler_thread

这个接口比较简单,主要是调用pthread_detach,将线程设置为detach状态,线程结束后自动释放所有资源。

2.create_thread_to_handle_connection

这个接口是处理新连接的接口,对于线程池而言,会从thread_id%group_size对应的group中获取一个线程来处理,而one-connection-per-thread方式则会判断是否有thread_cache可以使用,如果没有则新建线程来处理。具体逻辑如下:

(1).判断缓存的线程数是否使用完(比较blocked_pthread_count 和wake_pthread大小)

(2).若还有缓存线程,将thd加入waiting_thd_list的队列,唤醒一个等待COND_thread_cache的线程

(3).若没有,创建一个新的线程处理,线程的入口函数是do_handle_one_connection

(4).调用add_global_thread加入thd数组。

 3.do_handle_one_connection

这个接口被create_thread_to_handle_connection调用,处理请求的主要实现接口。

(1).循环调用do_command,从socket中读取网络包,并且解析执行;

(2). 当远程客户端发送关闭连接COMMAND(比如COM_QUIT,COM_SHUTDOWN)时,退出循环

(3).调用close_connection关闭连接(thd->disconnect());

(4).调用one_thread_per_connection_end函数,确认是否可以复用线程

(5).根据返回结果,确定退出工作线程还是继续循环执行命令。

4.one_thread_per_connection_end

判断是否可以复用线程(thread_cache)的主要函数,逻辑如下:

(1).调用remove_global_thread,移除线程对应的thd实例

(2).调用block_until_new_connection判断是否可以重用thread

(3).判断缓存的线程是否超过阀值,若没有,则blocked_pthread_count++;

(4).阻塞等待条件变量COND_thread_cache

(5).被唤醒后,表示有新的thd需要重用线程,将thd从waiting_thd_list中移除,使用thd初始化线程的thd->thread_stack

(6).调用add_global_thread加入thd数组。

(7).如果可以重用,返回false,否则返回ture

线程池与epoll

      在引入线程池之前,server层只有一个监听线程,负责监听mysql端口和本地unixsocket的请求,对于每个新的连接,都会分配一个独立线程来处理,因此监听线程的任务比较轻松,mysql通过poll或select方式来实现IO的多路复用。引入线程池后,除了server层的监听线程,每个group都有一个监听线程负责监听group内的所有连接socket的连接请求,工作线程不负责监听,只处理请求。对于overscribe为1000的线程池设置,每个监听线程需要监听1000个socket的请求,监听线程采用epoll方式来实现监听。

    Select,poll,epoll都是IO多路复用机制,IO多路复用通过一种机制,可以监听多个fd(描述符),比如socket,一旦某个fd就绪(读就绪或写就绪),能够通知程序进行相应的读写操作。epoll相对于select和poll有了很大的改进,首先epoll通过epoll_ctl函数注册,注册时,将所有fd拷贝进内核,只拷贝一次不需要重复拷贝,而每次调用poll或select时,都需要将fd集合从用户空间拷贝到内核空间(epoll通过epoll_wait进行等待);其次,epoll为每个描述符指定了一个回调函数,当设备就绪时,唤醒等待者,通过回调函数将描述符加入到就绪链表,无需像select,poll方式采用轮询方式;最后select默认只支持1024个fd,epoll则没有限制,具体数字可以参考cat /proc/sys/fs/file-max的设置。epoll贯穿在线程池使用的过程中,下面我就epoll的创建,使用和销毁生命周期来描述epoll在线程中是如何使用的。

  1. 线程池初始化,epoll通过epoll_create函数创建epoll文件描述符,实现函数是thread_group_init;
  2. 端口监听线程监听到请求后,创建socket,并创建THD和connection对象,放在对应的group队列中;
  3. 工作线程获取该connection对象时,若还未登录,则进行登录验证
  4. 若socket还未注册到epoll,则调用epoll_ctl进行注册,注册方式是EPOLL_CTL_ADD,并将connection对象放入epoll_event结构体中
  5. 若是老连接的请求,仍然需要调用epoll_ctl注册,注册方式是EPOLL_CTL_MOD
  6. group内的监听线程调用epoll_wait来监听注册的fd,epoll是一种同步IO方式,所以会进行等待
  7. 请求到来时,获取epoll_event结构体中的connection,放入到group中的队列
  8. 线程池销毁时,调用thread_group_close将epoll关闭。

备注:

1.注册在epoll的fd,若请求就绪,则将对应的event放入到events数组,并将该fd的事务类型清空,因此对于老的连接请求,依然需要调用epoll_ctl(pollfd, EPOLL_CTL_MOD,  fd, &ev)来注册。

线程池函数调用关系

(1)创建epoll

tp_init->thread_group_init->tp_set_threadpool_size->io_poll_create->epoll_create

(2)关闭epoll

tp_end->thread_group_close->thread_group_destroy->close(pollfd)

(3)关联socket描述符

handle_event->start_io->io_poll_associate_fd->io_poll_start_read->epoll_ctl

(4)处理连接请求

handle_event->threadpool_process_request->do_command->dispatch_command->mysql_parse->mysql_execute_command

(5)工作线程空闲时

worker_main->get_event->pthread_cond_timedwait

等待thread_pool_idle_timeout后,退出。

(6)监听epoll

worker_main->get_event->listener->io_poll_wait->epoll_wait

(7)端口监听线程

main->mysqld_main->handle_connections_sockets->poll 

one-connection-per-thread函数调用关系

(1) 工作线程等待请求

handle_one_connection->do_handle_one_connection->do_command->
my_net_read->net_read_packet->net_read_packet_header->net_read_raw_loop->
vio_read->vio_socket_io_wait->vio_io_wait->poll

备注:与线程池的工作线程有监听线程帮助其监听请求不同,one-connection-per-thread方式的工作线程在空闲时,会调用poll阻塞等待网络包过来;

而线程池的工作线程只需要专心处理请求即可,所以使用也更充分。

(2)端口监听线程
与线程池的(7)相同 

参考文档

http://www.cnblogs.com/Anker/p/3265058.html

http://blog.csdn.net/zhanglu5227/article/details/7960677