MySQL:网络连接框架简析

作者简介：高鹏，笔名八怪。《深入理解MySQL主从原理》图书作者，同时运营个人公众号“MySQL学习”，持续分享遇到的有趣case以及代码解析！

一直对这部分不太了解，稍微看了一下，但由于知识储备有限，错误在所难免。

总的看起来MySQL在这部分依旧使用了常规的 reactor+线程池高并发网络模型，这里我们以poll为列，有如下特点：

• 主reactor通过poll对listen fd的POLLIN event进行监控，并且设置了非阻塞。
• 如果主reactor收到新的连接请求，在线程池中获取一个线程
• 如果线程池中没有可用的线程，则新建线程
• 新的线程对同样通过ppoll对连接fd的POLLIN event进行监控，并且负责实际业务逻辑的处理。

貌似看起来大佬的手法都是通用的，都是按照一定模式写出来的。当然实际上涉及的东西还是非常多，但是这里我们仅仅了解网络框架部分，对于线程池\vio通信模块\net协议模块不做讨论，因为我也不了解，这里主要看看网络框架。

简要流程分析

• network_init 这部分主要对实例的端口进行bind->listen，并且设置好poll监控的event为 POLLIN，同时会将listen fd设置为非堵塞，这里还需要注意一点socket的属性设置了SO_REUSEADDR，这表明对于处于TIME_WAIT状态的连接，MySQLD客户端的端口能够快速重用，而不需要等待2MSL超时。
• connection_event_loop 和所有的网络框架一样，这里需要开启主循环了。循环的目的当然就是不断监控poll的POLLIN和accpet 后返回连接fd，如果打开函数Mysqld_socket_listener::listen_for_connection_event就能看到一上来就是poll开始了。最后会将accpet的连接fd封装到Channel_info返回。并且随后本函数还负责了新线程的建立，这里可以考虑为我们的session即将诞生。随后调用的就是这里主要开始调用Per_thread_connection_handler::add_connection。首先会在线程池中获取一个已经建立好的线程来进行处理，这里和我们的参数thread_cache有关，这种缓存的线程通常在函数Per_thread_connection_handler::block_until_new_connection处堵塞，等待唤醒，一旦有足够的缓存的线程就会唤醒并且完成出队操作。当然了，如果线程吃没有缓存的线程，则新建线程用于新会话的处理。完成这一步后我们的主reactor线程也就是我们main线程就会（注意不是Innodb的master线程）堵塞在poll上等待新的连接请求的到来，来一个处理一个。等待如下，

<code class="language-js_darkmode__15">main
   ->mysqld_main
        -> Connection_acceptor<Mysqld_socket_listener>::connection_event_loop
                ->Mysqld_socket_listener::listen_for_connection_event
                           ->poll () 

• handle_connection 这里新建的线程就是处理和连接fd相关的写入信息了，注意这里是一个for死循环，这是因为对于缓存的线程来讲，需要堵塞在block_until_new_connection，然后等待下一次拿出来处理新的连接请求。同时需要注意来到这里实际上TCP协议的3次握手，但是MySQL net协议的握手还没有完成。已经完成了如下抓包：

对于用户会话线程通常叫做thread_one_connection，接着会调用thd_prepare_connection->login_connection将准备对连接fd进行ppoll的超时参数设置为connect_timeout指定的值，也就是言外之意connect_timeout是在处理连接请求的时候生效的参数。然后thd_prepare_connection->login_connection->check_connection，在函数check_connection中完成主要任务是：

1. ip_to_hostname函数：host_cache和ip相关的反解析动作，并且判断是否超过了max_connection_errors 参数，如果们设置 skip-host-cache skip-name-resolve就不会有这个动作。
2. acl_check_host 函数：应该是对登陆网段等进行鉴定，是否符合登陆网段的需求，主要来自mysql.user表。
3. acl_authenticate 函数：（Perform the handshake, authorize the client）这里应该就是要进行MySQL net的握手了，并且完成如密码认证等操作。如果是native password则调用native_password_authenticate进行密码验证。
4. check_and_update_password_lock_state函数：主要完成对密码错误登陆次数/密码锁定天数的判定，如果不符合要求则报错Account is blocked for %s day(s) (%s day(s) remaining) due to %u consecutive failed logins. Use FLUSH PRIVILEGES or ALTER USER to reset."

在login_connection的末尾会将连接fd的ppoll的timeout参数设置为read_timeout/write_timeout。最后接下来就是进行命令处理的环节了。也就是do_command。通常我们的会话就堵塞在这里等待客户端命令的到来如下：

#0  0x00007ffff5e2dcff in ppoll () from /lib64/libc.so.6
#1  0x00000000058bba82 in vio_io_wait (vio=0x7fffa801b990, event=VIO_IO_EVENT_READ, timeout=28800000) at /newdata/mysql-8.0.23/vio/viosocket.cc:847
#2  0x00000000058ba4c5 in vio_socket_io_wait (vio=0x7fffa801b990, event=VIO_IO_EVENT_READ) at /newdata/mysql-8.0.23/vio/viosocket.cc:105
#3  0x00000000058bc45b in vio_ssl_read (vio=0x7fffa801b990, buf=0x7fffa800e900 "\001", size=4) at /newdata/mysql-8.0.23/vio/viossl.cc:294
#4  0x00000000039bee83 in net_read_raw_loop (net=0x7fffa800d430, count=4) at /newdata/mysql-8.0.23/sql-common/net_serv.cc:1336
#5  0x00000000039bf1ef in net_read_packet_header (net=0x7fffa800d430) at /newdata/mysql-8.0.23/sql-common/net_serv.cc:1419
#6  0x00000000039c050a in net_read_packet (net=0x7fffa800d430, complen=0x7fffdc4fb9c8) at /newdata/mysql-8.0.23/sql-common/net_serv.cc:2010
#7  0x00000000039c0789 in net_read_uncompressed_packet (net=0x7fffa800d430, len=@0x7fffdc4fba08: 140736889600560) at /newdata/mysql-8.0.23/sql-common/net_serv.cc:2085
#8  0x00000000039c0a77 in my_net_read (net=0x7fffa800d430) at /newdata/mysql-8.0.23/sql-common/net_serv.cc:2161
#9  0x0000000003e23f6e in Protocol_classic::read_packet (this=0x7fffa801a780) at /newdata/mysql-8.0.23/sql/protocol_classic.cc:1404
#10 0x0000000003e25179 in Protocol_classic::get_command (this=0x7fffa801a780, com_data=0x7fffdc4fbb00, cmd=0x7fffdc4fbb2c) at /newdata/mysql-8.0.23/sql/protocol_classic.cc:2975
#11 0x00000000037f063d in do_command (thd=0x7fffa800b980) at /newdata/mysql-8.0.23/sql/sql_parse.cc:1266
#12 0x00000000039c5c91 in handle_connection (arg=0xbe8d880) at /newdata/mysql-8.0.23/sql/conn_handler/connection_handler_per_thread.cc:301

• 其他 当然我们注意的是，读取命令和返回数据给客户端是通过参数read_timeout/write_timeout控制，但是等待命令的到来是通过参数wait_timeout/interactive_timeout。但是他们同样作用于连接fd的ppoll的timeout参数上。