MySQL源码学习之ConnectionManager详解

MySQL数据库Connection Manager的相关知识是本文我们主要要介绍到内容，接下来就让我们一起来了解一下吧。

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1.连接的线程数

MySQL支持单线程和多线程两种连接线程数。如果是单线程，则在同一时刻，只能有一个connection连接到MySQL,其他的连接会被挂起。如果是多线程，则同一时刻可以支持多个connection同时连接到服务器。可以通过设置服务器的启动参数来设定连接的线程数：

 
 
 
    
  
  
  
  1. mysqld.exe --thread-handling=no-threads 
    2. 
  
  
  
  2. mysqld.exe --thread-handling=one-thread-per-connection
    3.

服务器如何通过参数来选择使用哪种方式的呢？且看服务器中的分支代码：

 
 
 
    
  
  
  
  1. #ifdef EMBEDDED_LIBRARY 
    2. 
  
  
  
  2. one_thread_scheduler(&thread_scheduler); 
    3. 
  
  
  
  3. #else 
    4. 
  
  
  
  4. if (global_system_variables.thread_handling <= 
    5. 
  
  
  
  5. SCHEDULER_ONE_THREAD_PER_CONNECTION) 
    6. 
  
  
  
  6. one_thread_per_connection_scheduler(&thread_scheduler); 
    7. 
  
  
  
  7. else if (global_system_variables.thread_handling == SCHEDULER_NO_THREADS) 
    8. 
  
  
  
  8. one_thread_scheduler(&thread_scheduler); 
    9. 
  
  
  
  9. else 
    10. 
  
  
  
  10. pool_of_threads_scheduler(&thread_scheduler); /* purecov: tested */ 
    11. 
  
  
  
  11. #endif
    12.

这段代码出现在get_options函数中，此函数是根据传入的服务器参数，设置相应参数的模式。由这段代码可以看出，如果定义了EMBEDDED_LIBRARY宏定义(估计应该是嵌入式使用)，则调用one_thread_scheduler，即使用单线程。如果参数小于等于SCHEDULER_ONE_THREAD_PER_CONNECTION，则调用one_thread_per_connection_scheduler，即每个连接一个线程，即多线程。

至于global_system_variables.thread_handling是如何进行设置的呢？其实就是根据我们传递给服务器的参数--thread-handling进行设置的，参数的设置统一在函数get_options中，其调用mysqld_get_one_option，其中有个分支，代码如下：

 
 
 
    
  
  
  
  1. case OPT_THREAD_HANDLING: 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. global_system_variables.thread_handling= 
    4. 
  
  
  
  4. find_type_or_exit(argument, &thread_handling_typelib, opt->name)-1; 
    5. 
  
  
  
  5. break; 
    6. 
  
  
  
  6. }
    7.

对参数初始化有兴趣的可以具体的看下get_options这个函数，这里就不详细讲解了。 我们来看下one_thread_scheduler和one_thread_per_connection_scheduler的源代码，看下他们都做了些什么？

 
 
 
    
  
  
  
  1. void one_thread_scheduler(scheduler_functions* func) 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. func->max_threads= 1; 
    4. 
  
  
  
  4. #ifndef EMBEDDED_LIBRARY 
    5. 
  
  
  
  5. func->add_connection= handle_connection_in_main_thread; 
    6. 
  
  
  
  6. #endif 
    7. 
  
  
  
  7. func->init_new_connection_thread= init_dummy; 
    8. 
  
  
  
  8. func->end_thread= no_threads_end; 
    9. 
  
  
  
  9. } 
    10. 
  
  
  
  10. 
  
  
  
  11. void one_thread_per_connection_scheduler(scheduler_functions* func) 
    12. 
  
  
  
  12. { 
    13. 
  
  
  
  13. func->max_threads= max_connections; 
    14. 
  
  
  
  14. func->add_connection= create_thread_to_handle_connection; 
    15. 
  
  
  
  15. func->end_thread= one_thread_per_connection_end; 
    16. 
  
  
  
  16. } 
    17.

原来就是设置了一个结构体中scheduler_functions的参数，只不过这些参数是一些函数指针罢了，也就是说在具体的调用中，

只需要调用add_connection或end_thread即可，不需要知道到底是调用了哪个函数，这大概就是一种变形的多态性吧。

2.初始化网络配置

网络配置比较简单，就是设置端口，创建套接字，绑定端口，监听端口。实现全部集中在network_init函数中，由于这个函数确

实没什么好讲的，如果对socket不熟悉的话，可以去网上搜索下相关知识。这里直接给出相应的伪代码：

 
 
 
    
  
  
  
  1. network_init 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. set_ports; //设置端口号，#define MYSQL_PORT 3306 
    4. 
  
  
  
  4. socket； //创建套接字 
    5. 
  
  
  
  5. bind; //绑定端口号 
    6. 
  
  
  
  6. listen； //监听端口号 
    7. 
  
  
  
  7. }
    8.

3.连接的方式

进程间通信的方式不止是SOCKET，还有其他很多方式。Mysql支持三种连接方式：namepipe、socket和shared memory，即命名管道、套接字和共享内存的方式。这三种方式是可以共存的。默认只使用套接字。

TCP/IP套接字方式是MySQL在任何平台下都提供的连接方式，也是网络中使用得最多的一种方式。这种方式在TCP/IP连接上建立一个基于网络的连接请求，一般情况下客户端在一台服务器上，而MySQL实例在另一台服务器上，这两台机器通过一个TCP/IP网络连接。

例如，我可以在Windows服务器下请求一台远程Linux服务器下的MySQL实例。在Windows 2000、Windows XP、Windows 2003和Windows Vista以及在此之后的 Windows操作系统中，如果两个需要通信的进程在同一台服务器上，那么可以使用命名管道，SQL Server数据库默认安装后的本地连接也使用命名管道。在MySQL数据库中，需在配置文件中启用--enable-named-pipe选项。

在MySQL 4.1之后的版本中，MySQL还提供了共享内存的连接方式，在配置文件中添加--shared-memory。如果想使用共享内存的方式，在连接时，Mysql客户端还必须使用-protocol=memory选项。启动时可以通过下面的参数进行设置。

 
 
 
    
  
  
  
  1. mysqld.exe --enable-named-pipe 
    2. 
  
  
  
  2. mysqld.exe --shared-memory
    3.

除了在启动时进行参数设置外，也可以通过修改MY.INI文件进行设置。我们来看下源码中选择连接方式的分支函数handle_connections_methods：

 
 
 
    
  
  
  
  1. handle_connections_methods() 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. if (hPipe != INVALID_HANDLE_VALUE) 
    4. 
  
  
  
  4. { 
    5. 
  
  
  
  5. handler_count++; 
    6. 
  
  
  
  6. if (pthread_create(&hThread,&connection_attrib, 
    7. 
  
  
  
  7. handle_connections_namedpipes, 0)) 
    8. 
  
  
  
  8. { 
    9. 
  
  
  
  9. sql_print_warning("Can't create thread to handle named pipes"); 
    10. 
  
  
  
  10. handler_count--; 
    11. 
  
  
  
  11. } 
    12. 
  
  
  
  12. } 
    13. 
  
  
  
  13. if (have_tcpip && !opt_disable_networking) 
    14. 
  
  
  
  14. { 
    15. 
  
  
  
  15. handler_count++; 
    16. 
  
  
  
  16. if (pthread_create(&hThread,&connection_attrib, 
    17. 
  
  
  
  17. handle_connections_sockets, 0)) 
    18. 
  
  
  
  18. { 
    19. 
  
  
  
  19. sql_print_warning("Can't create thread to handle TCP/IP"); 
    20. 
  
  
  
  20. handler_count--; 
    21. 
  
  
  
  21. } 
    22. 
  
  
  
  22. } 
    23. 
  
  
  
  23. 
  
  
  
  24. if (opt_enable_shared_memory) 
    25. 
  
  
  
  25. { 
    26. 
  
  
  
  26. handler_count++; 
    27. 
  
  
  
  27. if (pthread_create(&hThread,&connection_attrib, 
    28. 
  
  
  
  28. handle_connections_shared_memory, 0)) 
    29. 
  
  
  
  29. { 
    30. 
  
  
  
  30. sql_print_warning("Can't create thread to handle shared memory"); 
    31. 
  
  
  
  31. handler_count--; 
    32. 
  
  
  
  32. } 
    33. 
  
  
  
  33. } 
    34. 
  
  
  
  34. }
    35.

由于对于namepipe和memory share的通信方式不太了解，这里只研究socket的通信方式。从代码中可以看出，handle_connections_sockets便是socket的设置，我们就来看下它。

4.socket管理创建新线程

socket管理其实比较简单，直接给出其伪代码：

 
 
 
    
  
  
  
  1. handle_connections_sockets 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. select; //监视socket文件描述符 
    4. 
  
  
  
  4. new_socket = accept;//处理到来的客户端连接 
    5. 
  
  
  
  5. thd = new THD；创建THD类 
    6. 
  
  
  
  6. vio_tmp = vio_new(new_socket,VIO_TYPE_TCPIP, 0); //初始化VIO结构体 
    7. 
  
  
  
  7. my_net_init(&thd->net, vio_tmp);//初始化thd的net结构体 
    8. 
  
  
  
  8. create_new_thread(thd);//为这个连接创建一个新的线程，如果是单线程模式的话，就不会创建一个新线程 
    9. 
  
  
  
  9. }
    10.

首先是select函数进行监视socket端口，如果监控到有连接，则通过accept函数接受客户端的连接，然后新建一个THD类，将连接参数全部设置到THD类的参数上，最后调用create_new_thread函数，这个函数便是重点。 我们进入这个函数，看下做了啥。

 
 
 
    
  
  
  
  1. create_new_thread 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. ++connection_count;//全局连接数自增 
    4. 
  
  
  
  4. thread_count++; //全局线程数自增 
    5. 
  
  
  
  5. thread_scheduler.add_connection(thd);//真正创建线程 
    6. 
  
  
  
  6. }
    7.

So easy,首先将全局连接数+1，全局线程数+1，然后调用add_connection函数，这个函数就是我们在上面第一步设置连接的

线程数中，one_thread_scheduler和one_thread_per_connection_scheduler中设置的一个参数。这两者的区别便是是否创建了

一个新的线程来处理到来的连接。one_thread_scheduler是单线程方式，木有新建线程。我们重点研究one_thread_per_connection_scheduler，其设置的add_connection函数为create_thread_to_handle_connection：

 
 
 
    
  
  
  
  1. create_thread_to_handle_connection(THD *thd) 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. thread_created++; 
    4. 
  
  
  
  4. threads.append(thd); // 创建线程数自增，并加入到threads链表上 
    5. 
  
  
  
  5. pthread_create(&thd->real_id,&connection_attrib, 
    6. 
  
  
  
  6. handle_one_connection, 
    7. 
  
  
  
  7. (void*) thd);//这就是真正创建线程的地方了，函数便是handle_one_connection 
    8. 
  
  
  
  8. }
    9.

可见，最后调用了pthread_create函数，这个函数便是创建一个新的线程，新线程的处理函数为handle_one_connection.

5.新线程处理流程

新线程处理函数为handle_one_connection，到此位置，一个新的connection被一个新创建的线程所单独处理。我们看下其中

是如何进行处理的。

 
 
 
    
  
  
  
  1. handle_one_connection(void *arg) 
    2. 
  
  
  
  2. { 
    3. 
  
  
  
  3. for (;;) 
    4. 
  
  
  
  4. { 
    5. 
  
  
  
  5. lex_start(thd); //初始化词法分析结构体 
    6. 
  
  
  
  6. login_connection(thd); //用户认证，失败报错 
    7. 
  
  
  
  7. prepare_new_connection_state(THD* thd)；//Initialize THD to handle queries 
    8. 
  
  
  
  8. while (!net->error && net->vio != 0 && //循环处理command 
    9. 
  
  
  
  9. !(thd->killed == THD::KILL_CONNECTION)) 
    10. 
  
  
  
  10. { 
    11. 
  
  
  
  11. if (do_command(thd)) 
    12. 
  
  
  
  12. break; //处理失败跳出 
    13. 
  
  
  
  13. } 
    14. 
  
  
  
  14. end_connection(thd); //关闭连接 
    15. 
  
  
  
  15. close_connection(thd, 0, 1); 
    16. 
  
  
  
  16. thread_scheduler.end_thread(thd,1);//结束线程 
    17. 
  
  
  
  17. return 0; 
    18. 
  
  
  
  18. } 
    19. 
  
  
  
  19. }
    20.

首先进行了词法分析结构体的初始化，然后进行用户认证，认证成功后通过do_command循环执行客户端发过来的命令。

6.总结

整个connection manager的流程十分清晰，单线程的连接一般很少使用，大多使用多线程方式。多线程连接中其实还涉及到线程缓冲池的概念，即如果一个连接断开后，其所创建的线程不会被销毁掉，而是放到缓冲池中，等待下一个新的connection到来时，首先去线程缓冲池查找是否有空闲的线程，有的话直接使用，木有的话才去创建新的线程来管理这个connection。

关于MySQL数据库Connection Manager的相关知识就介绍到这里了，希望本次的介绍能够对您有所收获！

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