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MYSQL中对信号的处理(SIGTERM,SIGQUIT,SIGHUP等)

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)

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  1. 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. 2）SIGINT：当用户按下了组合键时，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
  3. 作为终止里程。
  4. 3）SIGQUIT：当用户按下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
  5. 号。默认动作为终止进程。
  6. 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
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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
  11. 认动作为终止进程并产生core文件。
  12. 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
  13. 以杀死任何进程的方法。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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
  20. shell命令Kill时，缺省产生这个信号。默认动作为终止进程。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 18）SIGTTIN：后台进程读终端控制台。默认动作为暂停进程。
  24. 19）SIGTSTP：停止进程的运行。按下组合键时发出这个信号。默认动作为暂停进程。
  25. 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。
  26. 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
  27. 到达，默认动作为忽略该信号。
  28. 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
  29. 进程。
  30. 24）SIGXFSZ：超过文件的最大长度设置。默认动作为终止进程。
  31. 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
  32. 认动作为终止进程。
  33. 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
  34. 程。
  35. 27）SIGWINCH：窗口变化大小时发出。默认动作为忽略该信号。
  36. 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。
  37. 29）SIGPWR：关机。默认动作为终止进程。
  38. 30）SIGSYS：无效的系统调用。默认动作为终止进程并产生core文件。
  39. 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
  40. 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

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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.     //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
  7.     //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
  8.     //出错时候的状态信息等，我没有仔细看这个回调函数
  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.   //这里忽略掉管道错误和定时器信号
  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.   //自定义信号，从注释来看是终止socket通信的
  27.   //回调函数为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.   //这里估计是什么特殊处理因为SIGTERM、SIGHUP已经在后面设置了
  34.   //阻塞,应该和平台有关
  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.   //下面开始设置我们的阻塞信号集通过pthread_sigmask生效
  41.   //要阻塞SIGQUIT、SIGHUP、SIGTERM、SIGTSTP等信号
  42.   //都是一些常用的可以终止进程的信号
  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

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  1. extern "C" void *signal_hand(void *arg MY_ATTRIBUTE((unused)))
  2. {
  3.   my_thread_init();
  4. //这里设置sigset_t信号集合，并将SIGTERM/SIGQUIT/SIGHUP设置
  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相关不考虑

  13.   for (;;)
  14.   {
  15.     int sig;
  16.     while (sigwait(&set, &sig) == EINTR) //调用sigwait堵塞捕获信号
  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) { //下面的判断非常重要如果是SIGTERM和SIGQUIT会
  25.                      //pthread_kill终止所有活动的会话线程每个线程将收到
  26.                      //SIGUSR1信号然后调用empty_signal_handler回调函数进行
  27.                      //处理然后close_connections然后my_thread_end关闭，
  28.                      //这里是否调用innodb关闭操作，可以通过GDB打断点
  29.                      //到innobase_shutdown_for_mysql函数上，我做了
  30.                      //测试确实调用了后面会给出，也就是说kill SIGTERM和
  31.                      //SIGQUIT是安全的，因为他们调用innodb关闭函数正常
  32.                      //的关闭了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: //这里也是大家很关心的关于SIGHUP到底了做了什么
  68.                  //我们可以看到他调用reload_acl_and_cache来刷新
  69.                  //一个东西，具体后面给出，并没有其他什么操作
  70.                  //这个SIGHUP信号的行为完全被改变了
  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, ¬_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. }

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

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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：

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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。

网页名称：MYSQL中对信号的处理(SIGTERM,SIGQUIT,SIGHUP等)
文章起源：http://6mz.cn/article/igsphe.html

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