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MYSQL中對信號的處理(SIGTERM,SIGQUIT,SIGHUP等)

發布時間：2020-08-15 17:17:21 來源：ITPUB博客 閱讀：292 作者：gaopengtttt 欄目：MySQL數據庫
原創，因為LINUX系統編程水平有限某些用詞不當請指出

一、信號處理以及多線程先信號處理基礎知識
在LINUX中信號是一種由內核處理的一種軟中斷機制，他滿足簡單、不能攜帶大量信息、并且要滿足一定條件才會發送等特征。
信號會經歷產生-->阻塞信號集-->未決信號集-->信號遞達-->信號處理方式
首先信號的產生可以有多種方式比如我們經常用的kill命名，下面將一些kill 中常用信號列舉一下并且給出默認處理方式
(摘取自邢文鵬LINUX講義)

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  1. 1) SIGHUP:當用戶退出shell時，由該shell啟動的所有進程將收到這個信號，默認動作為終止進程
  2. 2）SIGINT：當用戶按下了<Ctrl+C>組合鍵時，用戶終端向正在運行中的由該終端啟動的程序發出此信號。默認動
  3. 作為終止里程。
  4. 3）SIGQUIT：當用戶按下<ctrl+\>組合鍵時產生該信號，用戶終端向正在運行中的由該終端啟動的程序發出些信
  5. 號。默認動作為終止進程。
  6. 4）SIGILL：CPU檢測到某進程執行了非法指令。默認動作為終止進程并產生core文件
  7. 5）SIGTRAP：該信號由斷點指令或其他 trap指令產生。默認動作為終止里程 并產生core文件。
  8. 6 ) SIGABRT:調用abort函數時產生該信號。默認動作為終止進程并產生core文件。
  9. 7）SIGBUS：非法訪問內存地址，包括內存對齊出錯，默認動作為終止進程并產生core文件。
  10. 8）SIGFPE：在發生致命的運算錯誤時發出。不僅包括浮點運算錯誤，還包括溢出及除數為0等所有的算法錯誤。默
  11. 認動作為終止進程并產生core文件。
  12. 9）SIGKILL：無條件終止進程。本信號不能被忽略，處理和阻塞。默認動作為終止進程。它向系統管理員提供了可
  13. 以殺死任何進程的方法。
  14. 10）SIGUSE1：用戶定義 的信號。即程序員可以在程序中定義并使用該信號。默認動作為終止進程。
  15. 11）SIGSEGV：指示進程進行了無效內存訪問。默認動作為終止進程并產生core文件。
  16. 12）SIGUSR2：這是另外一個用戶自定義信號 ，程序員可以在程序中定義 并使用該信號。默認動作為終止進程。1
  17. 13）SIGPIPE：Broken pipe向一個沒有讀端的管道寫數據。默認動作為終止進程。
  18. 14) SIGALRM:定時器超時，超時的時間 由系統調用alarm設置。默認動作為終止進程。
  19. 15）SIGTERM：程序結束信號，與SIGKILL不同的是，該信號可以被阻塞和終止。通常用來要示程序正常退出。執行
  20. shell命令Kill時，缺省產生這個信號。默認動作為終止進程。
  21. 16）SIGCHLD：子進程結束時，父進程會收到這個信號。默認動作為忽略這個信號。
  22. 17）SIGCONT：停止進程的執行。信號不能被忽略，處理和阻塞。默認動作為終止進程。
  23. 18）SIGTTIN：后臺進程讀終端控制臺。默認動作為暫停進程。
  24. 19）SIGTSTP：停止進程的運行。按下<ctrl+z>組合鍵時發出這個信號。默認動作為暫停進程。
  25. 21）SIGTTOU:該信號類似于SIGTTIN，在后臺進程要向終端輸出數據時發生。默認動作為暫停進程。
  26. 22）SIGURG：套接字上有緊急數據時，向當前正在運行的進程發出些信號，報告有緊急數據到達。如網絡帶外數據
  27. 到達，默認動作為忽略該信號。
  28. 23）SIGXFSZ：進程執行時間超過了分配給該進程的CPU時間 ，系統產生該信號并發送給該進程。默認動作為終止
  29. 進程。
  30. 24）SIGXFSZ：超過文件的最大長度設置。默認動作為終止進程。
  31. 25）SIGVTALRM：虛擬時鐘超時時產生該信號。類似于SIGALRM，但是該信號只計算該進程占用CPU的使用時間。默
  32. 認動作為終止進程。
  33. 26）SGIPROF：類似于SIGVTALRM，它不公包括該進程占用CPU時間還包括執行系統調用時間。默認動作為終止進
  34. 程。
  35. 27）SIGWINCH：窗口變化大小時發出。默認動作為忽略該信號。
  36. 28）SIGIO：此信號向進程指示發出了一個異步IO事件。默認動作為忽略。
  37. 29）SIGPWR：關機。默認動作為終止進程。
  38. 30）SIGSYS：無效的系統調用。默認動作為終止進程并產生core文件。
  39. 31）SIGRTMIN～（64）SIGRTMAX：LINUX的實時信號，它們沒有固定的含義（可以由用戶自定義）。所有的實時信
  40. 號的默認動作都為終止進程
其次我們經常的按鍵也可以產生
Ctrl+c 2)SIGINT
Ctrl+\ 3)SIGQUIT
Ctrl+z 4)SIGTSTP
當然還有很多其他觸發方式比如硬件異常，raise函數，abort函數，alarm函數等等。
其次是阻塞信號集,阻塞信號集能夠對想除(9/19號信號以外)的信號進行屏蔽，如果屏蔽后信號自然不會到達遞達狀態，也就談不上
處理了。我們通過sigprocmask函數進行阻塞信號集的設置，但之前必須要設置sigset_t 集合，通過sigaddset sigdelset sigemptyset
sigfillset等函數設置。

未決信號集是不能被操作的，只能被獲取通過sigpending函數獲取，但是他和阻塞信號集一起可以控制信號的遞達

信號遞達后就需要處理信號，默認的行為上面都列舉了，但是信號(9/19號信號以外)是可以被捕獲改變其處理方式的，我們可以自定義函數
作為某個信號的處理方式，這可以通過signal函數和sigaction函數進行捕獲和處理，sigaction函數相對復雜需要有一個struct sigaction的
結構體變量，其中包含了sa_handler\sa_mask\sa_flags\sa_siaction 成員，這里不做解釋可以自行查看LINUX man page

上面是單進程下的信號處理方式，在多線程下，線程之間公用處理方式，但是可以有不同的信號屏蔽集，在多線程下一般采用設置統一的信號
屏蔽字和信號處理方式使用pthread_mask函數繼承到各個線程，同時使用sigwait/sigwaitinfo等函數設置一個單獨的信號處理線程來進行統一
處理，MYSQL就是這樣處理的。

二、MYSQL中的信號處理
首先我們可以發現MYSQL中有一個單獨的signal處理線程
|     36 |         1927 | sql/signal_handler              |    NULL | BACKGROUND | NULL   | NULL         |
這個線程對整個MYSQLD進程的信號進行統一的處理，特別是涉及到SIGTERM,SIGQUIT,SIGHUP等信號的處理。
下面從源碼觸發我們來分析一下
1、信號初始化
void my_init_signals()函數
下面我們將一些關于信號處理的源碼放出來進行解釋

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  1. /*
  2.       SA_RESETHAND resets handler action to default when entering handler.
  3.       SA_NODEFER allows receiving the same signal during handler.
  4.       E.g. SIGABRT during our signal handler will dump core (default action).
  5.     */
  6.     //這里將一些列如段錯誤、浮點數例外、總線錯誤、CPU非法指令等信號的默認處理
  7.     //方式進行修改，修改為handle_fatal_signal函數調用，這個函數應該是打印一些
  8.     //出錯時候的狀態信息等，我沒有仔細看這個回調函數
  9.     sa.sa_flags= SA_RESETHAND | SA_NODEFER;
  10.     sa.sa_handler= handle_fatal_signal;
  11.     // Treat all these as fatal and handle them.
  12.     (void) sigaction(SIGSEGV, &sa, NULL);
  13.     (void) sigaction(SIGABRT, &sa, NULL);
  14.     (void) sigaction(SIGBUS, &sa, NULL);
  15.     (void) sigaction(SIGILL, &sa, NULL);
  16.     (void) sigaction(SIGFPE, &sa, NULL);
  17.   }
  18.   
  19.   // Ignore SIGPIPE and SIGALRM
  20.   //這里忽略掉管道錯誤和定時器信號
  21.   sa.sa_flags= 0;
  22.   sa.sa_handler= SIG_IGN;
  23.   (void) sigaction(SIGPIPE, &sa, NULL);
  24.   (void) sigaction(SIGALRM, &sa, NULL);
  25.    
  26.   //自定義信號，從注釋來看是終止socket通信的
  27.   //回調函數為empty_signal_handler
  28.   // SIGUSR1 is used to interrupt the socket listener.
  29.   sa.sa_handler= empty_signal_handler;
  30.   (void) sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL);
  31.   
  32.   
  33.   //這里估計是什么特殊處理因為SIGTERM、SIGHUP已經在后面設置了
  34.   //阻塞,應該和平臺有關
  35.   // Fix signals if ignored by parents (can happen on Mac OS X).
  36.   sa.sa_handler= SIG_DFL;
  37.   (void) sigaction(SIGTERM, &sa, NULL);
  38.   (void) sigaction(SIGHUP, &sa, NULL);
  39.   
  40.   //下面開始設置我們的阻塞信號集通過pthread_sigmask生效
  41.   //要阻塞SIGQUIT、SIGHUP、SIGTERM、SIGTSTP等信號
  42.   //都是一些常用的可以終止進程的信號
  43.   sigset_t set;
  44.   (void) sigemptyset(&set);
  45.   /*
  46.     Block SIGQUIT, SIGHUP and SIGTERM.
  47.     The signal handler thread does sigwait() on these.
  48.   */
  49.   (void) sigaddset(&set, SIGQUIT);
  50.   (void) sigaddset(&set, SIGHUP);
  51.   (void) sigaddset(&set, SIGTERM);
  52.   (void) sigaddset(&set, SIGTSTP);
  53.   /*
  54.     Block SIGINT unless debugging to prevent Ctrl+C from causing
  55.     unclean shutdown of the server.
  56.   */
  57.   if (!(test_flags & TEST_SIGINT))
  58.     (void) sigaddset(&set, SIGINT);
  59.   pthread_sigmask(SIG_SETMASK, &set, NULL);

 到這里我們發現MYSQL線程實際上屏蔽了SIGQUIT、SIGHUP、SIGTERM、SIGTSTP
 信號，通過一個專門的線程來處理這幾個信號。同時很多信號也重新捕獲改變了其
處理方式，詳見上面解釋。
2、信號處理線程
start_signal_handler-->signal_hand 來建立信號處理線程。
我們重點關注signal_hand這個回調函數，下面是一些源碼和解釋

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  1. extern "C" void *signal_hand(void *arg MY_ATTRIBUTE((unused)))
  2. {
  3.   my_thread_init();
  4. //這里設置sigset_t信號集合，并將SIGTERM/SIGQUIT/SIGHUP設置
  5.   sigset_t set;
  6.   (void) sigemptyset(&set);
  7.   (void) sigaddset(&set, SIGTERM);
  8.   (void) sigaddset(&set, SIGQUIT);
  9.   (void) sigaddset(&set, SIGHUP);

  11. .....MUTEX相關不考慮

  13.   for (;;)
  14.   {
  15.     int sig;
  16.     while (sigwait(&set, &sig) == EINTR) //調用sigwait堵塞捕獲信號
  17.     {}
  18.     if (cleanup_done)
  19.     {
  20.       my_thread_end();
  21.       my_thread_exit(0); // Safety
  22.       return NULL; // Avoid compiler warnings
  23.     }
  24.     switch (sig) { //下面的判斷非常重要如果是SIGTERM和SIGQUIT會
  25.                      //pthread_kill終止所有活動的會話線程每個線程將收到
  26.                      //SIGUSR1信號然后調用empty_signal_handler回調函數進行
  27.                      //處理然后close_connections然后my_thread_end關閉，
  28.                      //這里是否調用innodb關閉操作，可以通過GDB打斷點
  29.                      //到innobase_shutdown_for_mysql函數上，我做了
  30.                      //測試確實調用了后面會給出，也就是說kill SIGTERM和
  31.                      //SIGQUIT是安全的，因為他們調用innodb關閉函數正常
  32.                      //的關閉了innodb
  33.     case SIGTERM:
  34.     case SIGQUIT:
  35.       // Switch to the file log message processing.
  36.       query_logger.set_handlers((log_output_options != LOG_NONE) ?
  37.                                 LOG_FILE : LOG_NONE);
  38.       DBUG_PRINT("info", ("Got signal: %d abort_loop: %d", sig, abort_loop));
  39.       if (!abort_loop)
  40.       {
  41.         abort_loop= true; // Mark abort for threads.
  42.         /*
  43.           Kill the socket listener.
  44.           The main thread will then set socket_listener_active= false,
  45.           and wait for us to finish all the cleanup below.
  46.         */
  47.         mysql_mutex_lock(&LOCK_socket_listener_active);
  48.         while (socket_listener_active)
  49.         {
  50.           DBUG_PRINT("info",("Killing socket listener"));
  51.           if (pthread_kill(main_thread_id, SIGUSR1))
  52.           {
  53.             DBUG_ASSERT(false);
  54.             break;
  55.           }
  56.           mysql_cond_wait(&COND_socket_listener_active,
  57.                           &LOCK_socket_listener_active);
  58.         }
  59.         mysql_mutex_unlock(&LOCK_socket_listener_active);

  61.         close_connections();
  62.       }
  63.       my_thread_end();
  64.       my_thread_exit(0);
  65.       return NULL; // Avoid compiler warnings
  66.       break;
  67.     case SIGHUP: //這里也是大家很關心的關于SIGHUP到底了做了什么
  68.                  //我們可以看到他調用reload_acl_and_cache來刷新
  69.                  //一個東西，具體后面給出，并沒有其他什么操作
  70.                  //這個SIGHUP信號的行為完全被改變了
  71.       if (!abort_loop)
  72.       {
  73.         int not_used;
  74.         mysql_print_status(); // Print some debug info
  75.         reload_acl_and_cache(NULL,
  76.                              (REFRESH_LOG | REFRESH_TABLES | REFRESH_FAST |
  77.                               REFRESH_GRANT | REFRESH_THREADS | REFRESH_HOSTS),
  78.                              NULL, &not_used); // Flush logs
  79.         // Reenable query logs after the options were reloaded.
  80.         query_logger.set_handlers(log_output_options);
  81.       }
  82.       break;
  83.     default:
  84.       break; /* purecov: tested */
  85.     }
  86.   }
  87.   return NULL; /* purecov: deadcode */
  88. }

這里我們看到很多我們關心的東西：
kill/kill -15/kill -SIGTERM做什么：
他們都是一樣的都是SIGTERM信號MYSQL關閉所有活躍的連接同時干凈的關閉innodb，我通過gdb確實看到了innodb關閉函數的調用，
這很容易我只要斷點打到innobase_shutdown_for_mysql()，同時kill mysqldpid即可

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  1. (gdb) bt
  2. #0 innobase_shutdown_for_mysql () at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/storage/innobase/srv/srv0start.cc:2785
  3. #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
  4. #2 0x0000000000f62215 in ha_finalize_handlerton (plugin=0x2fe31a0) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/handler.cc:813
  5. #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
  6. #4 0x00000000015d3562 in reap_plugins () at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/sql_plugin.cc:1077
  7. #5 0x00000000015d54c7 in plugin_shutdown () at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/sql_plugin.cc:1845
  8. #6 0x0000000000ebf5eb in clean_up (print_message=true) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/mysqld.cc:1336
  9. #7 0x0000000000ec6c7e in mysqld_main (argc=56, argv=0x2e98768) at /root/mysql5.7.14/percona-server-5.7.14-7/sql/mysqld.cc:5358
  10. #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：
和上面一樣，這在源碼中清楚的看到了

kill -1/kill -SIGHUP做什么：
源碼解釋中說了做
reload_acl_and_cache(NULL,(REFRESH_LOG | REFRESH_TABLES | REFRESH_FAST |
                              REFRESH_GRANT | REFRESH_THREADS | REFRESH_HOSTS),
                             NULL, ?_used); // Flush logs
函數調用關于參數2
@param options What should be reset/reloaded (tables, privileges, slave...)
我們可以看到這樣的解釋，那么               
REFRESH_LOG | REFRESH_TABLES | REFRESH_FAST |REFRESH_GRANT | REFRESH_THREADS | REFRESH_HOSTS
代表什么，明顯他們是位圖方式，他們代表的東西在源碼中有解釋如下：

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  1. #define REFRESH_GRANT        1    /* Refresh grant tables */
  2. #define REFRESH_LOG        2    /* Start on new log file */
  3. #define REFRESH_TABLES        4    /* close all tables */
  4. #define REFRESH_HOSTS        8    /* Flush host cache */
  5. #define REFRESH_STATUS        16    /* Flush status variables */
  6. #define REFRESH_THREADS        32    /* Flush thread cache */
  7. #define REFRESH_SLAVE 64 /* Reset master info and restart slave
  8.                      thread */
  9. #define REFRESH_MASTER 128 /* Remove all bin logs in the index
  10.                      and truncate the index */
  11. #define REFRESH_ERROR_LOG 256 /* Rotate only the erorr log */
  12. #define REFRESH_ENGINE_LOG 512 /* Flush all storage engine logs */
  13. #define REFRESH_BINARY_LOG 1024 /* Flush the binary log */
  14. #define REFRESH_RELAY_LOG 2048 /* Flush the relay log */
  15. #define REFRESH_GENERAL_LOG 4096 /* Flush the general log */
  16. #define REFRESH_SLOW_LOG 8192 /* Flush the slow query log */
他們基本都是自解釋的，不用過多描述，那么我們也清楚的明白了SIGHUP在mysqld中被從新定義了，做各種刷新操作而已。

當然大家千萬不要直接kill -9這個信號不能被屏蔽也不能被捕獲，而是強制終止進程這個時候innodb不可能調用
innobase_shutdown_for_mysql來干凈的關閉MYSQLD。


作者微信:

MYSQL中對信號的處理(SIGTERM,SIGQUIT,SIGHUP等)




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