MySQL内核技术之“pthead局部变量”

MySQL使用了称之为psi/pfs的一系列文件和结构来进行performance监控。Psi全称为performance schema interface，pfs全称为performance storage。

该机制使用pthead来进行操作，其首先定义了pthread的线程存储变量（pfs.cc）：

thread_local_key_t THR_PFS;
thread_local_key_t THR_PFS_VG;   // global_variables
thread_local_key_t THR_PFS_SV;   // session_variables
thread_local_key_t THR_PFS_VBT;  // variables_by_thread
thread_local_key_t THR_PFS_SG;   // global_status
thread_local_key_t THR_PFS_SS;   // session_status
thread_local_key_t THR_PFS_SBT;  // status_by_thread
thread_local_key_t THR_PFS_SBU;  // status_by_user
thread_local_key_t THR_PFS_SBH;  // status_by_host
thread_local_key_t THR_PFS_SBA;  // status_by_account

bool THR_PFS_initialized= false;

这里的thread_local_key_t实际上是pthread_key_t，即pthread线程存储变量。pthread_key_t的使用就像一个全局变量，哪个线程都可以用，但是实际上对应了线程内部的变量值，可以参见该例：http://www.jianshu.com/p/d52c...。pthread规定，线程存储变量thread_local_key_t必须要先初始化。MySQL在pfs_server.cc中对这些变量统一初始化：

void pre_initialize_performance_schema()
{
  pfs_initialized= false;

  init_all_builtin_memory_class();

  PFS_table_stat::g_reset_template.reset();
  global_idle_stat.reset();
  global_table_io_stat.reset();
  global_table_lock_stat.reset();

  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS, destroy_pfs_thread))
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_VG, NULL))  // global_variables
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SV, NULL))  // session_variables
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_VBT, NULL)) // variables_by_thread
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SG, NULL))  // global_status
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SS, NULL))  // session_status
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SBT, NULL)) // status_by_thread
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SBU, NULL)) // status_by_user
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SBH, NULL)) // status_by_host
    return;
  if (my_create_thread_local_key(&THR_PFS_SBA, NULL)) // status_by_account
    return;

  THR_PFS_initialized= true;
}

注意，这个初始化只做一次，以后创建线程时直接使用即可。上的第一个变量THR_PFS就是我们要使用的。

如何使用

使用上的方式初始化，首先要set相应的value：

/**
  @brief Execute the JOIN generated by parallel

  @param join [in] JOIN structure
*/
void execute_join(parallel_execution_thread_arg* parallel_arg) {
    /*
     * Get the parameter:
     * 1. JOIN
     * 2. pfs
     */
    /// TODO: do we need to handle error?
    std::cout << "****************I am in worker thread*****************" << std::endl;

    /// Get join
    JOIN* join= parallel_arg->join;

    /// Get and Set pfs
    PSI_thread* pfs= parallel_arg->pfs;
    pfs_set_thread_v1(pfs);

    /// Delete
    delete parallel_arg;
    
    /// Set the new thread context
    my_thread_set_THR_THD(join->thd);

    /// Execute
    join->exec();
}

上面的函数是我在MySQL中新加入的代码，其中使用pfs_set_thread_v1进行set操作，即把当前THR_PFS对应的值设置为pfs。

get操作。由于我们加入了boost线程库，所以当启动一个线程时需要把JOIN结构和pfs结构传入。思路是首先通过THR_PFS获得pfs线程句柄，作为参数传入到新的线程中。再新线程执行函数中，把pfs线程句柄set进去。具体在sql_select.cc中，我们加入了如下代码：

/**
  Parallel execution.

  @details When a JOIN is parallel, its JOINs will execute parallelly.
  Put all JOINs into thread pool to execute.
*/
void JOIN::parallel_exec_joins() {
  for (uint i= 0; i < m_parallel_joins.size(); i ++) {
    /// Delete it in join->exec
    parallel_execution_thread_arg* parallel_arg= new parallel_execution_thread_arg();

    /// Set join
    JOIN* join= m_parallel_joins[i];
    parallel_arg->join= join;

    /// Set pfs
    PSI_thread* pfs= pfs_get_thread_v1();
    parallel_arg->pfs= pfs;

    /// Thread pool
    generic_thread_pool.SubmitTask(execute_join, (parallel_execution_thread_arg* &&)parallel_arg);
  }
}

可以看到，我们通过MySQL的pfs_get_thread_v1获得pfs线程句柄传入到新的线程。

上面的例子是针对pfs的线程。对于MySQL普通线程的例子在上面的execute_join也能找到。注意里面有一行code：

/// Set the new thread context
my_thread_set_THR_THD(join->thd);

这里就是把当前的thd设置到pthread中。所以我们看到，在MySQL中的很多地方都用到了这个东西，用法也已经明确了。