Mysql源码学习——Thread Manager

一、前言

    上篇的Connection Manager中，曾提及对于一个新到来的Connection，服务器会创建一个新的线程来处理这个连接。

其实没那么简单，为了提高系统效率，减少频繁创建线程和中止线程的系统消耗，Mysql使用了线程缓冲区的概念，即如果

一个连接断开，则并不销毁承载其的线程，而是将此线程放入线程缓冲区，并处于挂起状态，当下一个新的Connection到来

时，首先去线程缓冲区去查找是否有空闲的线程，如果有，则使用之，如果没有则新建线程。本问主要介绍这个线程缓冲区，

首先介绍下基本的概念。

二、基本概念

    1.线程创建函数

    大家知道，Mysql现在是插件式的存储引擎，只要实现规定的接口，就可实现自己的存储引擎。故Mysql的线程创建除了

出现在主服务器框架外，存储引擎也可能会进行线程的创建。通过设置断点，在我调试的版本中，发现了两个创建线程的函数。

pthread_create：Mysql自用的创建线程函数
os_thread_create：存储引擎innobase的创建线程的函数

    os_thread_create是存储引擎innobase的线程函数，先搁浅不研究了，重点看下pthread_create，首先看下其源码。

int pthread_create(pthread_t *thread_id, pthread_attr_t *attr,
		   pthread_handler func, void *param)
{
  HANDLE hThread;
  struct pthread_map *map;
  DBUG_ENTER("pthread_create");

  if (!(map=malloc(sizeof(*map))))
    DBUG_RETURN(-1);
  

map->func=func; map->param=param;

  pthread_mutex_lock(&THR_LOCK_thread);
#ifdef __BORLANDC__
  hThread=(HANDLE)_beginthread((void(_USERENTRY *)(void *)) pthread_start,
			       attr->dwStackSize ? attr->dwStackSize :
			       65535, (void*) map);
#else
  

hThread=(HANDLE)_beginthread((void( __cdecl *)(void *)) pthread_start, attr->dwStackSize ? attr->dwStackSize : 65535, (void*) map);

#endif
  DBUG_PRINT("info", ("hThread=%lu",(long) hThread));
  *thread_id=map->pthreadself=hThread;
  pthread_mutex_unlock(&THR_LOCK_thread);

  if (hThread == (HANDLE) -1)
  {
    int error=errno;
    DBUG_PRINT("error",
	       ("Can't create thread to handle request (error %d)",error));
    DBUG_RETURN(error ? error : -1);
  }
  VOID(SetThreadPriority(hThread, attr->priority)) ;
  DBUG_RETURN(0);
}

上面代码首先构造了一个map结构体，成员分别是函数地址和传入参数。然后调用操作系统的接口，_beginthread,但是执行函数并不是传入的函数——func，而是pthread_start,参数为map。继续跟踪pthread_start。

pthread_handler_t pthread_start(void *param)
{
  pthread_handler 

func=((struct pthread_map *) param)->func

;
  void *func_param=((struct pthread_map *) param)->param;
  my_thread_init();			/* Will always succeed in windows */
  pthread_mutex_lock(&THR_LOCK_thread);	  /* Wait for beginthread to return */
  win_pthread_self=((struct pthread_map *) param)->pthreadself;
  pthread_mutex_unlock(&THR_LOCK_thread);
  free((char*) param);			  /* Free param from create */
  pthread_exit((void*) (*func)(func_param));
  return 0;				  /* Safety */
}

   可以看出，pthread_start中调用了map的func元素，作为真正执行的函数体。OK,创建线程的函数跟踪到此！

   2.服务器启动时创建了哪些函数？

   通过在两个创建线程的地方设置断点，总结了下，在服务器启动时，创建了如下的线程。

pthread_create创建的线程：

创建线程函数	线程执行函数
create_shutdown_thread	handle_shutdown
start_handle_manager	handle_manager
handle_connections_methods	handle_connections_sockets

innobase的os_thread_create创建的线程：

创建线程函数	线程执行函数
innobase_start_or_create_for_mysql	io_handler_thread（4个）
recv_recovery_from_checkpoint_finish	trx_rollback_or_clean_all_without_sess
innobase_start_or_create_for_mysql	srv_lock_timeout_thread
	srv_error_monitor_thread
	srv_monitor_thread
	srv_master_thread

    还可以在调试过程中，通过暂停来看此时服务器中的线程，如下图：

   

三、线程缓冲池

        Mysql支持线程缓存，在多线程连接模式下，如果连接断开后，将这个线程放入空闲线程缓冲区，在下次有连接到来时，

先去缓冲池中查找是否有空闲线程，有则用之，无则创建。启动时可以设置线程缓冲池的数目：

Mysqld.exe --thread_cache_size=10

      在一个连接断开时，会调用cache_thread函数，将空闲的线程加入到cache中，以备后用。源码如下：

static bool cache_thread()
{
  safe_mutex_assert_owner(&LOCK_thread_count);
  if (

cached_thread_count < thread_cache_size

 &&
      ! abort_loop && !kill_cached_threads)
  {
    /* Don't kill the thread, just put it in cache for reuse */
    DBUG_PRINT("info", ("Adding thread to cache"));
    cached_thread_count++;
    while (!abort_loop && ! wake_thread && ! kill_cached_threads)
      (void) pthread_cond_wait(&COND_thread_cache, &LOCK_thread_count);
    cached_thread_count--;
    if (kill_cached_threads)
      

pthread_cond_signal(&COND_flush_thread_cache);

    if (wake_thread)
    {
      THD *thd;
      wake_thread--;
      thd= thread_cache.get();
      thd->thread_stack= (char*) &thd;          // For store_globals
      (void) thd->store_globals();
      /*
        THD::mysys_var::abort is associated with physical thread rather
        than with THD object. So we need to reset this flag before using
        this thread for handling of new THD object/connection.
      */
      thd->mysys_var->abort= 0;
      thd->thr_create_utime= my_micro_time();
      threads.append(thd);
      return(1);
    }
  }
  return(0);

}

    上面我们的启动参数设置线程缓冲区为10，此时对应代码里面的thread_cache_size = 10，cached_thread_count记录

了此刻cache中的空闲线程数目，只有在cache未满的情况下，才会将新的空闲线程加入缓冲池中。加入到缓冲区其实就是将线

程挂起，pthread_cond_wait函数便是线程等待函数，在此函数中，会调用WaitForMultipleObjects进行事件等待。具体源码

如下：

int pthread_cond_timedwait(pthread_cond_t *cond, pthread_mutex_t *mutex,
                           struct timespec *abstime)
{
  int result;
  long timeout; 
  union ft64 now;

  if( abstime != NULL )
  {
    GetSystemTimeAsFileTime(&now.ft);

    /*
      Calculate time left to abstime
      - subtract start time from current time(values are in 100ns units)
      - convert to millisec by dividing with 10000
    */
    timeout= (long)((abstime->tv.i64 - now.i64) / 10000);
    
    /* Don't allow the timeout to be negative */
    if (timeout < 0)
      timeout= 0L;

    /*
      Make sure the calucated timeout does not exceed original timeout
      value which could cause "wait for ever" if system time changes
    */
    if (timeout > abstime->max_timeout_msec)
      timeout= abstime->max_timeout_msec;

  }
  else
  {
    /* No time specified; don't expire */
    timeout= INFINITE;
  }

  /* 
    Block access if previous broadcast hasn't finished.
    This is just for safety and should normally not
    affect the total time spent in this function.
  */
  WaitForSingleObject(cond->broadcast_block_event, INFINITE);

  EnterCriticalSection(&cond->lock_waiting);
  cond->waiting++;
  LeaveCriticalSection(&cond->lock_waiting);

  LeaveCriticalSection(mutex);
 

result= WaitForMultipleObjects(2, cond->events, FALSE, timeout);

  
  EnterCriticalSection(&cond->lock_waiting);
  cond->waiting--;
  
  if (cond->waiting == 0)
  {
    /*
      We're the last waiter to be notified or to stop waiting, so
      reset the manual event. 
    */
    /* Close broadcast gate */
    ResetEvent(cond->events[BROADCAST]);
    /* Open block gate */
    SetEvent(cond->broadcast_block_event);
  }
  LeaveCriticalSection(&cond->lock_waiting);
  
  EnterCriticalSection(mutex);

  return result == WAIT_TIMEOUT ? ETIMEDOUT : 0;
}

    此处是等待时间，何处进行事件通知呢？我们再次来到上篇所提及的为新的连接创建线程的代码中：

void create_thread_to_handle_connection(THD *thd)
{
  if (cached_thread_count > wake_thread)
  {
    /* Get thread from cache */
    thread_cache.append(thd);
    wake_thread++;
    

pthread_cond_signal(&COND_thread_cache);

  }
  Else
...
}

    上篇文章我们其实只讲了ELSE分支，而忽略了IF分支。wake_thread代表了唤醒的线程数，即在线程缓冲区中被再次使用的

线程，如果cache中的总数>被重新使用的数目，说明还有空闲的线程，此时进入if分支，调用phtread_cond_signal唤醒上面挂起

的空闲线程。

线程管理就到此为止了，这里只是介绍了下线程缓冲区的工作原理，并没有具体去介绍如何利用EVENT进行线程的挂起和唤醒，这些都是借助了操作系统的特性，有兴趣的可以自己研究下。这篇就到此为止，下节会介绍Mysql的用户身份认证原理和实现。

PS. 男怕入错行，夜半三更忙，一行又一行