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可爱的黎明劫
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发表于: IP:您无权察看 2018-8-7 15:25:40 | [全部帖] [楼主帖] 楼主

原创,因为LINUX系统编程水平有限某些用词不当请指出

一、信号处理以及多线程先信号处理基础知识

在LINUX中信号是一种由内核处理的一种软中断机制,他满足简单、不能携带大量信息、并且要满足一定条件才会发送等特征。

信号会经历产生-->阻塞信号集-->未决信号集-->信号递达-->信号处理方式

首先信号的产生可以有多种方式比如我们经常用的kill命名,下面将一些kill 中常用信号列举一下并且给出默认处理方式

(摘取自邢文鹏LINUX讲义)

点击(此处)折叠或打开

1) SIGHUP:当用户退出shell时,由该shell启动的所有进程将收到这个信号,默认动作为终止进程

2)SIGINT:当用户按下了<Ctrl+C>组合键时,用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出此信号。默认动

作为终止里程。

3)SIGQUIT:当用户按下<ctrl+\>组合键时产生该信号,用户终端向正在运行中的由该终端启动的程序发出些信

号。默认动作为终止进程。

4)SIGILL:CPU检测到某进程执行了非法指令。默认动作为终止进程并产生core文件

5)SIGTRAP:该信号由断点指令或其他 trap指令产生。默认动作为终止里程 并产生core文件。

6 ) SIGABRT:调用abort函数时产生该信号。默认动作为终止进程并产生core文件。

7)SIGBUS:非法访问内存地址,包括内存对齐出错,默认动作为终止进程并产生core文件。

8)SIGFPE:在发生致命的运算错误时发出。不仅包括浮点运算错误,还包括溢出及除数为0等所有的算法错误。默

认动作为终止进程并产生core文件。

9)SIGKILL:无条件终止进程。本信号不能被忽略,处理和阻塞。默认动作为终止进程。它向系统管理员提供了可

以杀死任何进程的方法。

10)SIGUSE1:用户定义 的信号。即程序员可以在程序中定义并使用该信号。默认动作为终止进程。

11)SIGSEGV:指示进程进行了无效内存访问。默认动作为终止进程并产生core文件。

12)SIGUSR2:这是另外一个用户自定义信号 ,程序员可以在程序中定义 并使用该信号。默认动作为终止进程。1

13)SIGPIPE:Broken pipe向一个没有读端的管道写数据。默认动作为终止进程。

14) SIGALRM:定时器超时,超时的时间 由系统调用alarm设置。默认动作为终止进程。

15)SIGTERM:程序结束信号,与SIGKILL不同的是,该信号可以被阻塞和终止。通常用来要示程序正常退出。执行

shell命令Kill时,缺省产生这个信号。默认动作为终止进程。

16)SIGCHLD:子进程结束时,父进程会收到这个信号。默认动作为忽略这个信号。

17)SIGCONT:停止进程的执行。信号不能被忽略,处理和阻塞。默认动作为终止进程。

18)SIGTTIN:后台进程读终端控制台。默认动作为暂停进程。

19)SIGTSTP:停止进程的运行。按下<ctrl+z>组合键时发出这个信号。默认动作为暂停进程。

21)SIGTTOU:该信号类似于SIGTTIN,在后台进程要向终端输出数据时发生。默认动作为暂停进程。

22)SIGURG:套接字上有紧急数据时,向当前正在运行的进程发出些信号,报告有紧急数据到达。如网络带外数据

到达,默认动作为忽略该信号。

23)SIGXFSZ:进程执行时间超过了分配给该进程的CPU时间 ,系统产生该信号并发送给该进程。默认动作为终止

进程。

24)SIGXFSZ:超过文件的最大长度设置。默认动作为终止进程。

25)SIGVTALRM:虚拟时钟超时时产生该信号。类似于SIGALRM,但是该信号只计算该进程占用CPU的使用时间。默

认动作为终止进程。

26)SGIPROF:类似于SIGVTALRM,它不公包括该进程占用CPU时间还包括执行系统调用时间。默认动作为终止进

程。

27)SIGWINCH:窗口变化大小时发出。默认动作为忽略该信号。

28)SIGIO:此信号向进程指示发出了一个异步IO事件。默认动作为忽略。

29)SIGPWR:关机。默认动作为终止进程。

30)SIGSYS:无效的系统调用。默认动作为终止进程并产生core文件。

31)SIGRTMIN~(64)SIGRTMAX:LINUX的实时信号,它们没有固定的含义(可以由用户自定义)。所有的实时信

号的默认动作都为终止进程

其次我们经常的按键也可以产生

Ctrl+c 2)SIGINT
Ctrl+\ 3)SIGQUIT
Ctrl+z 4)SIGTSTP


当然还有很多其他触发方式比如硬件异常,raise函数,abort函数,alarm函数等等。

其次是阻塞信号集,阻塞信号集能够对想除(9/19号信号以外)的信号进行屏蔽,如果屏蔽后信号自然不会到达递达状态,也就谈不上

处理了。我们通过sigprocmask函数进行阻塞信号集的设置,但之前必须要设置sigset_t 集合,通过sigaddset sigdelset sigemptyset

sigfillset等函数设置。

未决信号集是不能被操作的,只能被获取通过sigpending函数获取,但是他和阻塞信号集一起可以控制信号的递达

信号递达后就需要处理信号,默认的行为上面都列举了,但是信号(9/19号信号以外)是可以被捕获改变其处理方式的,我们可以自定义函数

作为某个信号的处理方式,这可以通过signal函数和sigaction函数进行捕获和处理,sigaction函数相对复杂需要有一个struct sigaction的

结构体变量,其中包含了sa_handler\sa_mask\sa_flags\sa_siaction 成员,这里不做解释可以自行查看LINUX man page

上面是单进程下的信号处理方式,在多线程下,线程之间公用处理方式,但是可以有不同的信号屏蔽集,在多线程下一般采用设置统一的信号

屏蔽字和信号处理方式使用pthread_mask函数继承到各个线程,同时使用sigwait/sigwaitinfo等函数设置一个单独的信号处理线程来进行统一

处理,MYSQL就是这样处理的。

二、MYSQL中的信号处理

首先我们可以发现MYSQL中有一个单独的signal处理线程

|     36 |         1927 | sql/signal_handler              |    NULL | BACKGROUND | NULL   | NULL         |


这个线程对整个MYSQLD进程的信号进行统一的处理,特别是涉及到SIGTERM,SIGQUIT,SIGHUP等信号的处理。

下面从源码触发我们来分析一下

1、信号初始化

void my_init_signals()函数

下面我们将一些关于信号处理的源码放出来进行解释

点击(此处)折叠或打开

/*
SA_RESETHAND resets handler action to default when entering handler.
SA_NODEFER allows receiving the same signal during handler.
E.g. SIGABRT during our signal handler will dump core (default action).
*/
//这里将一些列如段错误、浮点数例外、总线错误、CPU非法指令等信号的默认处理
//方式进行修改,修改为handle_fatal_signal函数调用,这个函数应该是打印一些
//出错时候的状态信息等,我没有仔细看这个回调函数
sa.sa_flags= SA_RESETHAND | SA_NODEFER;
sa.sa_handler= handle_fatal_signal;
// Treat all these as fatal and handle them.
(void) sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);
(void) sigaction(SIGABRT, &sa, NULL);
(void) sigaction(SIGBUS, &sa, NULL);
(void) sigaction(SIGILL, &sa, NULL);
(void) sigaction(SIGFPE, &sa, NULL);
}
// Ignore SIGPIPE and SIGALRM
//这里忽略掉管道错误和定时器信号
sa.sa_flags= 0;
sa.sa_handler= SIG_IGN;
(void) sigaction(SIGPIPE, &sa, NULL);
(void) sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
//自定义信号,从注释来看是终止socket通信的
//回调函数为empty_signal_handler
// SIGUSR1 is used to interrupt the socket listener.
sa.sa_handler= empty_signal_handler;
(void) sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
//这里估计是什么特殊处理因为SIGTERM、SIGHUP已经在后面设置了
//阻塞,应该和平台有关
// Fix signals if ignored by parents (can happen on Mac OS X).
sa.sa_handler= SIG_DFL;
(void) sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
(void) sigaction(SIGHUP, &sa, NULL);
//下面开始设置我们的阻塞信号集通过pthread_sigmask生效
//要阻塞SIGQUIT、SIGHUP、SIGTERM、SIGTSTP等信号
//都是一些常用的可以终止进程的信号
sigset_t set;
(void) sigemptyset(&set);
/*
Block SIGQUIT, SIGHUP and SIGTERM.
The signal handler thread does sigwait() on these.
*/
(void) sigaddset(&set, SIGQUIT);
(void) sigaddset(&set, SIGHUP);
(void) sigaddset(&set, SIGTERM);
(void) sigaddset(&set, SIGTSTP);
/*
Block SIGINT unless debugging to prevent Ctrl+C from causing
unclean shutdown of the server.
*/
if (!(test_flags & TEST_SIGINT))
(void) sigaddset(&set, SIGINT);
pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &set, NULL);


 到这里我们发现MYSQL线程实际上屏蔽了SIGQUIT、SIGHUP、SIGTERM、SIGTSTP

 信号,通过一个专门的线程来处理这几个信号。同时很多信号也重新捕获改变了其

处理方式,详见上面解释。

2、信号处理线程

start_signal_handler-->signal_hand 来建立信号处理线程。


我们重点关注signal_hand这个回调函数,下面是一些源码和解释

点击(此处)折叠或打开

extern "C" void *signal_hand(void *arg MY_ATTRIBUTE((unused)))
{
my_thread_init();
//这里设置sigset_t信号集合,并将SIGTERM/SIGQUIT/SIGHUP设置
sigset_t set;
(void) sigemptyset(&set);
(void) sigaddset(&set, SIGTERM);
(void) sigaddset(&set, SIGQUIT);
(void) sigaddset(&set, SIGHUP);


.....MUTEX相关不考虑

for (;;)
{
      int sig;
      while (sigwait(&set, &sig) == EINTR) //调用sigwait堵塞捕获信号
{}
      if (cleanup_done)
      {
            my_thread_end();
            my_thread_exit(0); // Safety
            return NULL; // Avoid compiler warnings
      }
      switch (sig) { //下面的判断非常重要如果是SIGTERM和SIGQUIT会
            //pthread_kill终止所有活动的会话线程每个线程将收到
            //SIGUSR1信号然后调用empty_signal_handler回调函数进行
            //处理然后close_connections然后my_thread_end关闭,
            //这里是否调用innodb关闭操作,可以通过GDB打断点
            //到innobase_shutdown_for_mysql函数上,我做了
            //测试确实调用了后面会给出,也就是说kill SIGTERM和
            //SIGQUIT是安全的,因为他们调用innodb关闭函数正常
            //的关闭了innodb
            case SIGTERM:
            case SIGQUIT:
            // Switch to the file log message processing.
            query_logger.set_handlers((log_output_options != LOG_NONE) ?
            LOG_FILE : LOG_NONE);
            DBUG_PRINT("info", ("Got signal: %d abort_loop: %d", sig, abort_loop));
            if (!abort_loop)
            {
                  abort_loop= true; // Mark abort for threads.
                  /*
                  Kill the socket listener.
                  The main thread will then set socket_listener_active= false,
                  and wait for us to finish all the cleanup below.
                  */
                  mysql_mutex_lock(&LOCK_socket_listener_active);
                  while (socket_listener_active)
                  {
                        DBUG_PRINT("info",("Killing socket listener"));
                        if (pthread_kill(main_thread_id, SIGUSR1))
                        {
                              DBUG_ASSERT(false);
                              break;
                        }
                        mysql_cond_wait(&COND_socket_listener_active,
                        &LOCK_socket_listener_active);
                  }
                  mysql_mutex_unlock(&LOCK_socket_listener_active);
                  close_connections();
            }
            my_thread_end();
            my_thread_exit(0);
            return NULL; // Avoid compiler warnings
            break;
            case SIGHUP: //这里也是大家很关心的关于SIGHUP到底了做了什么
            //我们可以看到他调用reload_acl_and_cache来刷新
            //一个东西,具体后面给出,并没有其他什么操作
            //这个SIGHUP信号的行为完全被改变了
            if (!abort_loop)
            {
                  int not_used;
                  mysql_print_status(); // Print some debug info
                  reload_acl_and_cache(NULL,
                  (REFRESH_LOG | REFRESH_TABLES | REFRESH_FAST |
                  REFRESH_GRANT | REFRESH_THREADS | REFRESH_HOSTS),
                  NULL, &not_used); // Flush logs
                  // Reenable query logs after the options were reloaded.
                  query_logger.set_handlers(log_output_options);
            }
            break;
            default:
            break; /* purecov: tested */
      }
}
return NULL; /* purecov: deadcode */


这里我们看到很多我们关心的东西:

kill/kill -15/kill -SIGTERM做什么:

他们都是一样的都是SIGTERM信号MYSQL关闭所有活跃的连接同时干净的关闭innodb,我通过gdb确实看到了innodb关闭函数的调用,

这很容易我只要断点打到innobase_shutdown_for_mysql(),同时kill mysqldpid即可

(gdb) bt
#0 innobase_shutdown_for_mysql () at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/storage/innobase/srv/srv0start.cc:2785
#1 0x00000000019a0f9c in innobase_end (hton=0x2e9a450, type=HA_PANIC_CLOSE) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/storage/innobase/handler/ha_innodb.cc:4360
#2 0x0000000000f62215 in ha_finalize_handlerton (plugin=0x2fe31a0) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/handler.cc:813
#3 0x00000000015d3179 in plugin_deinitialize (plugin=0x2fe31a0, ref_check=true) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/sql_plugin.cc:995
#4 0x00000000015d3562 in reap_plugins () at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/sql_plugin.cc:1077
#5 0x00000000015d54c7 in plugin_shutdown () at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/sql_plugin.cc:1845
#6 0x0000000000ebf5eb in clean_up (print_message=true) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/mysqld.cc:1336
#7 0x0000000000ec6c7e in mysqld_main (argc=56, argv=0x2e98768) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/mysqld.cc:5358
#8 0x0000000000ebd404 in main (argc=9, argv=0x7fffffffe418) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/main.cc:25


kill -3/kill -SIGQUIT做什么:

和上面一样,这在源码中清楚的看到了

kill -1/kill -SIGHUP做什么:

源码解释中说了做

reload_acl_and_cache(NULL,(REFRESH_LOG | REFRESH_TABLES | REFRESH_FAST |
REFRESH_GRANT | REFRESH_THREADS | REFRESH_HOSTS),
NULL, ?_used); // Flush logs


函数调用关于参数2

@param options What should be reset/reloaded (tables, privileges, slave...)


我们可以看到这样的解释,那么               

REFRESH_LOG | REFRESH_TABLES | REFRESH_FAST |REFRESH_GRANT | REFRESH_THREADS | REFRESH_HOSTS


代表什么,明显他们是位图方式,他们代表的东西在源码中有解释如下:

点击(此处)折叠或打开

#define REFRESH_GRANT        1    /* Refresh grant tables */
#define REFRESH_LOG        2    /* Start on new log file */
#define REFRESH_TABLES        4    /* close all tables */
#define REFRESH_HOSTS        8    /* Flush host cache */
#define REFRESH_STATUS        16    /* Flush status variables */
#define REFRESH_THREADS        32    /* Flush thread cache */
#define REFRESH_SLAVE 64 /* Reset master info and restart slave
thread */
#define REFRESH_MASTER 128 /* Remove all bin logs in the index
and truncate the index */
#define REFRESH_ERROR_LOG 256 /* Rotate only the erorr log */
#define REFRESH_ENGINE_LOG 512 /* Flush all storage engine logs */
#define REFRESH_BINARY_LOG 1024 /* Flush the binary log */
#define REFRESH_RELAY_LOG 2048 /* Flush the relay log */
#define REFRESH_GENERAL_LOG 4096 /* Flush the general log */
#define REFRESH_SLOW_LOG 8192 /* Flush the slow query log */


他们基本都是自解释的,不用过多描述,那么我们也清楚的明白了SIGHUP在mysqld中被从新定义了,做各种刷新操作而已。

当然大家千万不要直接kill -9这个信号不能被屏蔽也不能被捕获,而是强制终止进程这个时候innodb不可能调用

innobase_shutdown_for_mysql来干净的关闭MYSQLD。




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