mysqld_safe启动脚本源码阅读、分析

前几天读了下mysqld_safe脚本，个人感觉还是收获蛮大的，其中细致的交代了MySQL数据库的启动流程，包括查找MySQL相关目录，解析配置文件以及最后如何调用mysqld程序来启动实例等，有着不错的参考价值；与此同时，脚本中涉及了很多shell编程中的小技巧，像变量解析，sed替换转义，进程优先级的判断以及无处不在test结构等等，当作Linux shell的学习素材还是非常合适的，下面是我的环境：

数据库版本: MySQL 5.1.45
操作系统版本： Red Hat Enterprise Linux AS release 4 (Nahant Update 3)
MySQL基目录： /usr/local/mysql3306
配置文件目录： /usr/local/mysql3306/etc

数据库是安装好了的，代码如下：

#!/bin/sh

# 一些状态变量的定义
KILL_MYSQLD=1;  # 试图kill多余的mysqld_safe程序，1表示需要kill
MYSQLD=      # mysqld二进制可执行文件的名称
niceness=0    # 进程的调度优先级标识

# 下面的变量主要用于标识不使用错误日志和syslog
logging=init   # 日志记录状态，init代表初始化
want_syslog=0   # 标识是否要使用syslog
syslog_tag=
user='mysql'   # --user选项值
pid_file=     # pid文件的路径
err_log=     # 错误日志的路径

# 这两个都是定义的syslog中标志位，在后面需要写入日志到syslog中时使用
syslog_tag_mysqld=mysqld
syslog_tag_mysqld_safe=mysqld_safe

trap '' 1 2 3 15			# 不允许程序在终端上被人打断（包括挂起，中断，退出，系统终止的情形）

umask 007       # 默认权限770，其他组用户对该程序创建的文件没有任何权限

# defaults变量记载使用的配置文件的信息
defaults=
case "$1" in
  --no-defaults|--defaults-file=*|--defaults-extra-file=*)
   defaults="$1"; shift
   ;;
esac

# usage()函数：使用--help选项时输出的使用帮助信息
usage () {
    cat <<EOF
Usage: $0 [OPTIONS]
 --no-defaults       Don't read the system defaults file
 --defaults-file=FILE    Use the specified defaults file
 --defaults-extra-file=FILE Also use defaults from the specified file
 --ledir=DIRECTORY     Look for mysqld in the specified directory
 --open-files-limit=LIMIT  Limit the number of open files
 --core-file-size=LIMIT   Limit core files to the specified size
 --timezone=TZ       Set the system timezone
 --mysqld=FILE       Use the specified file as mysqld
 --mysqld-version=VERSION  Use "mysqld-VERSION" as mysqld
 --nice=NICE        Set the scheduling priority of mysqld
 --skip-kill-mysqld     Don't try to kill stray mysqld processes
 --syslog          Log messages to syslog with 'logger'
 --skip-syslog       Log messages to error log (default)
 --syslog-tag=TAG      Pass -t "mysqld-TAG" to 'logger'

All other options are passed to the mysqld program.

EOF
    exit 1
}

# my_which的作用相当于which，通过检索$PATH中的路径，打印出命令的全路径
# 这个函数就在后面一个地方用到了，就是my_which logger，意思等同于转换logger为/usr/bin/logger
my_which ()
{
 save_ifs="${IFS-UNSET}"   # 保存当前的内建分隔符，用于后面重置IFS
 IFS=:            # 使用 ： 来分割PATH中的路径
 ret=0
 for file           # 这种写法等同于for file in &*
 do
  for dir in $PATH
  do
   if [ -f "$dir/$file" ]
   then
    echo "$dir/$file"
    continue 2       # continue 第 2 层, 这里就是跳出外层循环了
   fi
  done
	ret=1 # signal an error
	break
 done

# 将设置过的IFS重置回去
 if [ "$save_ifs" = UNSET ]
 then
  unset IFS
 else
  IFS="$save_ifs"
 fi

 return $ret # Success
}

# 日志输出函数，这是个原型，后面被log_error和log_notice函数引用
log_generic () {
 # priority 代表日志信息的分类，从后面的两个函数可知有：daemon.error和daemon.notice两种类别
 priority="$1" 
 shift

# 日志中记录的msg前缀格式： 时间 + mysqld_safe ，类似于系统日志的记录格式
 msg="`date +'%y%m%d %H:%M:%S'` mysqld_safe $*"
 echo "$msg"
 case $logging in
  init) ;;                # 初始化状态时，只在命令行输出msg信息，不记录日志
  file) echo "$msg" >> "$err_log" ;;   # 记录到err_log中
  syslog) logger -t "$syslog_tag_mysqld_safe" -p "$priority" "$*" ;; # 使用logger记录到系统日志中
  *)
   echo "Internal program error (non-fatal):" \
      " unknown logging method '$logging'" >&2
   ;;
 esac
}

# 下面两个函数是对log_generic函数中不同分类的引用
log_error () {
 log_generic daemon.error "$@" >&2
}

log_notice () {
 log_generic daemon.notice "$@"
}

# 后面就是用它启动的mysqld，通过logging变量区分记录日志的类型，分错误日志和系统日志syslog两种
# 最后的eval命令会解析 $cmd 中的值并执行命令
eval_log_error () {
 cmd="$1"
 case $logging in
  file) cmd="$cmd >> "`shell_quote_string "$err_log"`" 2>&1" ;;
  syslog)
   cmd="$cmd 2>&1 | logger -t '$syslog_tag_mysqld' -p daemon.error"
   ;;
  *)
   echo "Internal program error (non-fatal):" \
      " unknown logging method '$logging'" >&2
   ;;
 esac
 #echo "Running mysqld: [$cmd]"
 eval "$cmd"
}

# 转义函数，用于在非"a-z"，"A-Z"，"09"，'/'，'_'，'.'，'='，'-'的特殊字符前加上一个"\"
# sed中的\1代表引用前面\(\)中匹配的值
shell_quote_string() {
 echo "$1" | sed -e 's,\([^a-zA-Z0-9/_.=-]\),\\\1,g'
}

# 该函数用于解析配置文件中的选项，并赋值给相应的变量
parse_arguments() {
 pick_args=
 if test "$1" = PICK-ARGS-FROM-ARGV
 then
  pick_args=1
  shift
 fi

 for arg do
  # 取出参数值，比如 --port=3306 结果为： val = 3306 注意这里sed中使用；来分割，等同于/
  val=`echo "$arg" | sed -e "s;--[^=]*=;;"`
  case "$arg" in
   # 将参数值传递给对应的变量
   --basedir=*) MY_BASEDIR_VERSION="$val" ;;
   --datadir=*) DATADIR="$val" ;;
   --pid-file=*) pid_file="$val" ;;
   --user=*) user="$val"; SET_USER=1 ;;

   # 有些值可能已经在my.cnf配置文件的[mysqld_safe]组下设置了
   # 某些值会被命令行上指定的选项值覆盖
   --log-error=*) err_log="$val" ;;
   --port=*) mysql_tcp_port="$val" ;;
   --socket=*) mysql_unix_port="$val" ;;

   # 接下来这几个特殊的选项在配置文件的[mysqld_safe]组中是必须设置的
   # 我没配置这个组，所以就用不到了（使用mysqld中的默认）
   --core-file-size=*) core_file_size="$val" ;;
   --ledir=*) ledir="$val" ;;
   --mysqld=*) MYSQLD="$val" ;;
   --mysqld-version=*)
    if test -n "$val"
    then
     MYSQLD="mysqld-$val"
    else
     MYSQLD="mysqld"
    fi
    ;;
   --nice=*) niceness="$val" ;;
   --open-files-limit=*) open_files="$val" ;;
   --skip-kill-mysqld*) KILL_MYSQLD=0 ;;
   --syslog) want_syslog=1 ;;
   --skip-syslog) want_syslog=0 ;;
   --syslog-tag=*) syslog_tag="$val" ;;
   --timezone=*) TZ="$val"; export TZ; ;; # 生效了一下时区设置

   --help) usage ;; # 调用了usage函数，输出帮助信息

   *)
    if test -n "$pick_args"
    then
     # 将其他命令行参数值附加到$arg的后面
     append_arg_to_args "$arg" 
    fi
    ;;
  esac
 done
}

########################################
# 正式工作开始了！！
########################################

#
# 下面两段是在寻找基目录和mysqld所在目录
#
# 找到/usr/local/mysql3306/share/mysql目录，使用relpkgdata来记录相对路径和绝对路径
# 这个grep其实应该是想判断一下share/mysql是不是显示的绝对路径，不知道这么写的意义在哪里。
if echo '/usr/local/mysql3306/share/mysql' | grep '^/usr/local/mysql3306' > /dev/null
then
 # 一口气用了三个替换，分别为：
 # 第一步：将/usr/local/mysql3306转换为空
 # 第二步：将/share/mysql开头的/转换为空
 # 第三步：在share/mysql开头加上./，结果即：./share/mysql
 relpkgdata=`echo '/usr/local/mysql3306/share/mysql' | sed -e 's,^/usr/local/mysql3306,,' -e 's,^/,,' -e 's,^,./,'`
else
 relpkgdata='/usr/local/mysql3306/share/mysql'
fi

# 这一段都是在找mysqld文件，分别判断了libexec和bin目录
# 找不到就使用编译时的默认值
MY_PWD=`pwd`
if test -n "$MY_BASEDIR_VERSION" -a -d "$MY_BASEDIR_VERSION"
then
 if test -x "$MY_BASEDIR_VERSION/libexec/mysqld"
 then
  ledir="$MY_BASEDIR_VERSION/libexec"
 else
  ledir="$MY_BASEDIR_VERSION/bin"
 fi
# 这里对errmsg.sys文件进行了判断，个人认为这是为了确认当前目录为一个mysql安装基目录
elif test -f "$relpkgdata"/english/errmsg.sys -a -x "$MY_PWD/bin/mysqld"
then
 MY_BASEDIR_VERSION="$MY_PWD"
 ledir="$MY_PWD/bin"
elif test -f "$relpkgdata"/english/errmsg.sys -a -x "$MY_PWD/libexec/mysqld"
then
 MY_BASEDIR_VERSION="$MY_PWD"
 ledir="$MY_PWD/libexec"
else
 MY_BASEDIR_VERSION='/usr/local/mysql3306'
 ledir='/usr/local/mysql3306/libexec'
fi

#
# 接下来是找到配置文件和数据文件目录
#

# 找到配置文件目录
# 我的是放在了etc/目录下，mysqld程序是会读取到的
#
# 可以从my_print_defaults脚本中获得默认的读取my.cnf顺序，如下
#   Default options are read from the following files in the given order:
#   /etc/my.cnf /etc/mysql/my.cnf /home/mysql/mysql_master/etc/my.cnf ~/.my.cnf
# 或者可以使用strace -e open libexec/mysqld 2>&1 | grep my.cnf查看
if test -d $MY_BASEDIR_VERSION/data/mysql
then
 DATADIR=$MY_BASEDIR_VERSION/data
 if test -z "$defaults" -a -r "$DATADIR/my.cnf"
 then
  defaults="--defaults-extra-file=$DATADIR/my.cnf"
 fi
# 接下来找到数据文件的目录
elif test -d $MY_BASEDIR_VERSION/var/mysql
then
 DATADIR=$MY_BASEDIR_VERSION/var
# 找不到就用编译时指定的默认值
else
 DATADIR=/usr/local/mysql3306/var
fi

# 对存在两个配置文件情况进行冲突处理
if test -z "$MYSQL_HOME"
then 
 if test -r "$MY_BASEDIR_VERSION/my.cnf" && test -r "$DATADIR/my.cnf"
 then
  # 优先考虑 $MY_BASEDIR_VERSION/my.cnf 文件
  log_error "WARNING: Found two instances of my.cnf -
$MY_BASEDIR_VERSION/my.cnf and
$DATADIR/my.cnf
IGNORING $DATADIR/my.cnf"

  MYSQL_HOME=$MY_BASEDIR_VERSION
 elif test -r "$DATADIR/my.cnf"
 then
  log_error "WARNING: Found $DATADIR/my.cnf
The data directory is a deprecated location for my.cnf, please move it to
$MY_BASEDIR_VERSION/my.cnf"
  MYSQL_HOME=$DATADIR
 else
  MYSQL_HOME=$MY_BASEDIR_VERSION
 fi
fi
export MYSQL_HOME

#
# 下面是使用bin/my_print_defaults读取my.cnf文件中的配置信息([mysqld] and [mysqld_safe])
# 并且和命令行中传入的参数进行合并

# 先是找到my_print_defaults执行文件 又是各种路径判断
if test -x "$MY_BASEDIR_VERSION/bin/my_print_defaults"
then
 print_defaults="$MY_BASEDIR_VERSION/bin/my_print_defaults"
elif test -x ./bin/my_print_defaults
then
 print_defaults="./bin/my_print_defaults"
elif test -x /usr/local/mysql3306/bin/my_print_defaults
then
 print_defaults="/usr/local/mysql3306/bin/my_print_defaults"
elif test -x /usr/local/mysql3306/bin/mysql_print_defaults
then
 print_defaults="/usr/local/mysql3306/bin/mysql_print_defaults"
else
 print_defaults="my_print_defaults"
fi

# 这个函数可以将一个指定的参数附加到$arg中(在此同时执行了转义操作)
append_arg_to_args () {
 args="$args "`shell_quote_string "$1"`
}

args=

# 这里SET_USER=2是针对下面一条parse_arguments来说的
# 因为如果在紧接着的parse_arugments函数中设置了--user的值，那么SET_USER就会变为1，表示--user以被配置
# 当然如果没有读取到--user的值，就是说--user没有配置，那么会在后面的if结构中设置SET_USER为0
# 这样在后面的判断结构中，SET_USER的值 0代表没有配置--user的值，1代表已经配置
SET_USER=2

# 解析配置文件中的参数，使用--loose-verbose来过滤[mysqld]和[server]组中的内容
parse_arguments `$print_defaults $defaults --loose-verbose mysqld server` 

if test $SET_USER -eq 2
then
 SET_USER=0
fi

# 又对[safe_mysqld]和[mysqld_safe]组中的内容进行了过滤读取
# 在我的配置文件中已经没有这两个组了，估计是为兼容旧版本的需要
parse_arguments `$print_defaults $defaults --loose-verbose mysqld_safe safe_mysqld`
# 用命令行输入选项 $@ 来覆盖配置文件中的选项 机智
parse_arguments PICK-ARGS-FROM-ARGV "$@"

#
# 下面是logging工具的使用
#
# 判断logger工具是否可用
if [ $want_syslog -eq 1 ]
then
 my_which logger > /dev/null 2>&1
 if [ $? -ne 0 ]
 then
  log_error "--syslog requested, but no 'logger' program found. Please ensure that 'logger' is in your PATH, or do not specify the --syslog option to mysqld_safe."
  exit 1
 fi
fi

# 给err_log改名字。。。
if [ -n "$err_log" -o $want_syslog -eq 0 ]
then
 if [ -n "$err_log" ]
 then
 # 下面是为err_log添加一个.err后缀(如果现在名字没有后缀)
 # 如果不设置这个后缀，mysqld_safe和mysqld程序会将日志写入不同的文件中
 # 因为在 mysqld 程序中，它将识别带有.的文件名为错误日志（脚本注释上说的）

  # 这里的expr是识别文件名中“.”前面的字符总数量（包括.），如果没有设置后缀，返回就是0了
  if expr "$err_log" : '.*\.[^/]*$' > /dev/null
  then
    :
  else
   err_log="$err_log".err
  fi

  case "$err_log" in
   /* ) ;;
   * ) err_log="$DATADIR/$err_log" ;;
  esac
 else
  err_log=$DATADIR/`/bin/hostname`.err
 fi

 # 追加错误日志的位置选项
 append_arg_to_args "--log-error=$err_log"

 # 发出错误提示：不要使用syslog
 if [ $want_syslog -eq 1 ]
 then
  log_error "Can't log to error log and syslog at the same time. Remove all --log-error configuration options for --syslog to take effect."
 fi
 # Log to err_log file
 log_notice "Logging to '$err_log'."
 logging=files # 正式把logging改成files 使用错误日志来记录日志

# 这个分支就是使用syslog的方法了
else
 if [ -n "$syslog_tag" ]
 then
  # 设置各个syslog的使用标志位
  syslog_tag=`echo "$syslog_tag" | sed -e 's/[^a-zA-Z0-9_-]/_/g'`
  syslog_tag_mysqld_safe="${syslog_tag_mysqld_safe}-$syslog_tag"
  syslog_tag_mysqld="${syslog_tag_mysqld}-$syslog_tag"
 fi
 log_notice "Logging to syslog."
 logging=syslog
fi

# 设置--user选项 
USER_OPTION=""
if test -w / -o "$USER" = "root" # 根目录是否可写，或者当前用户为root
then
 if test "$user" != "root" -o $SET_USER = 1
 then
  USER_OPTION="--user=$user"
 fi
 # 创建错误日志，并将日志授权给指定的用户
 if [ $want_syslog -eq 0 ]; then
  touch "$err_log"
  chown $user "$err_log"
 fi
 # 这里它还对当前用户做了ulimit设置，包括可以打开的文件数量--open_files-limit选项
 if test -n "$open_files"
 then
  ulimit -n $open_files
  append_arg_to_args "--open-files-limit=$open_files"
 fi
fi

safe_mysql_unix_port={mysql_unix_port:-${MYSQL_UNIX_PORT:-/usr/local/mysql3306/tmp/mysql.sock}}
# 确保 $safe_mysql_unix_port 目录是存在的
mysql_unix_port_dir=`dirname $safe_mysql_unix_port`
if [ ! -d $mysql_unix_port_dir ]
then
 mkdir $mysql_unix_port_dir
 chown $user $mysql_unix_port_dir
 chmod 755 $mysql_unix_port_dir
fi

# 如果用户没有制定mysqld程序的名称，这里就默认赋值为mysqld
if test -z "$MYSQLD"
then
 MYSQLD=mysqld
fi

# 下面几段分别是对 mysqld ， pid ， port文件选项的检查和设置，省略100个字
if test ! -x "$ledir/$MYSQLD"
then
 log_error "The file $ledir/$MYSQLD
does not exist or is not executable. Please cd to the mysql installation
directory and restart this script from there as follows:
./bin/mysqld_safe&
See http://dev.mysql.com/doc/mysql/en/mysqld-safe.html for more information"
 exit 1
fi

if test -z "$pid_file"
then
 pid_file="$DATADIR/`/bin/hostname`.pid"
else
 case "$pid_file" in
  /* ) ;;
  * ) pid_file="$DATADIR/$pid_file" ;;
 esac
fi
append_arg_to_args "--pid-file=$pid_file"

if test -n "$mysql_unix_port"
then
 append_arg_to_args "--socket=$mysql_unix_port"
fi
if test -n "$mysql_tcp_port"
then
 append_arg_to_args "--port=$mysql_tcp_port"
fi

#
# 接下来是关于优先级的设置
#

if test $niceness -eq 0
then
 NOHUP_NICENESS="nohup"
else
 NOHUP_NICENESS="nohup nice -$niceness"
fi

# 将当前的默认优先级设置为0
if nohup nice > /dev/null 2>&1
then
  # normal_niceness记载默认的调度优先级
  normal_niceness=`nice`
  # nohup_niceness记载使用nohup执行方式的调度优先级
  nohup_niceness=`nohup nice 2>/dev/null`

  numeric_nice_values=1
  # 这个for是为了检查$normal_niceness $nohup_niceness两个变量值的合法性
  for val in $normal_niceness $nohup_niceness
  do
    case "$val" in
      -[0-9] | -[0-9][0-9] | -[0-9][0-9][0-9] | \
       [0-9] | [0-9][0-9] | [0-9][0-9][0-9] )
        ;;
      * )
        numeric_nice_values=0 ;;
    esac
  done

  # 这个判断结构很重要
  # 它保证了使用nohup执行的mysqld程序在调度优先级上不会低于直接执行mysqld程序的方式
  if test $numeric_nice_values -eq 1
  then
    nice_value_diff=`expr $nohup_niceness - $normal_niceness`
    if test $? -eq 0 && test $nice_value_diff -gt 0 && \
      nice --$nice_value_diff echo testing > /dev/null 2>&1
    then
      # 进入分支说明$nohup_niceness的值比$normal_niceness大，即nohup执行方式调度优先级比正常执行方式低
      # 这是不希望看到的，所以下面就人为的提升了nohup的优先级（降低niceness的值）
      niceness=`expr $niceness - $nice_value_diff`
      NOHUP_NICENESS="nice -$niceness nohup"
    fi
  fi
else
  # 下面是测试nohup在当前系统中是否可用，不可用的话就置空NOHUP_NICENESS
  if nohup echo testing > /dev/null 2>&1
  then
    :
  else
    NOHUP_NICENESS=""
  fi
fi

# 指定内核文件大小
if test -n "$core_file_size"
then
 ulimit -c $core_file_size
fi

#
# 如果已经存在一个pid文件，则检查是否有已经启动的mysqld_safe进程
if test -f "$pid_file"
then
 PID=`cat "$pid_file"`
 if /bin/kill -0 $PID > /dev/null 2> /dev/null
 then
  if /bin/ps wwwp $PID | grep -v " grep" | grep -v mysqld_safe | grep -- "$MYSQLD" > /dev/null
  then
   log_error "A mysqld process already exists"
   exit 1
  fi
 fi
 # 下面是处理办法：删除旧的pid文件并报错
 rm -f "$pid_file"
 if test -f "$pid_file"
 then
  log_error "Fatal error: Can't remove the pid file:
$pid_file
Please remove it manually and start $0 again;
mysqld daemon not started"
  exit 1
 fi
fi

#
# 下面便是拼接执行语句运行了。
#

cmd="$NOHUP_NICENESS"

# 检查一下命令 并进行转义操作
for i in "$ledir/$MYSQLD" "$defaults" "--basedir=$MY_BASEDIR_VERSION" \
 "--datadir=$DATADIR" "$USER_OPTION"
do
 cmd="$cmd "`shell_quote_string "$i"`
done
cmd="$cmd $args"
# Avoid 'nohup: ignoring input' warning
test -n "$NOHUP_NICENESS" && cmd="$cmd < /dev/null"

log_notice "Starting $MYSQLD daemon with databases from $DATADIR"

# 后台循环 执行mysqld
while true
do
 rm -f $safe_mysql_unix_port "$pid_file"	# 保险起见，又删除了一次pid文件

 # 调用eval_log_error函数，传入$cmd参数的值，最后使用eval命令执行了启动mysqld
 eval_log_error "$cmd"

 if test ! -f "$pid_file"		# 没有成功创建pid文件，则退出分支
 then
  break
 fi

 # mysqld_safe已经启动的处理方法，保证只有一个mysqld_safe程序启动
 if true && test $KILL_MYSQLD -eq 1
 then
  # 统计启动的mysqld进程的数目
  numofproces=`ps xaww | grep -v "grep" | grep "$ledir/$MYSQLD\>" | grep -c "pid-file=$pid_file"`

  log_notice "Number of processes running now: $numofproces"
  I=1
  while test "$I" -le "$numofproces"
  do 
   # 这个PROC的数据即是ps mysqld_safe程序的输出 第一个数字即为进程ID
   PROC=`ps xaww | grep "$ledir/$MYSQLD\>" | grep -v "grep" | grep "pid-file=$pid_file" | sed -n '$p'` 
   # 使用T来获取进程ID
   for T in $PROC
   do
    break
   done
   # kill掉该个mysqld_safe程序
   if kill -9 $T
   then
    log_error "$MYSQLD process hanging, pid $T - killed"
   else
    break
   fi
   # 每干掉一个mysqld_safe就把I加一，这样没有多余的mysqld_safe时就可以跳出循环了
   I=`expr $I + 1`
  done
 fi
 log_notice "mysqld restarted"
done

# 完结撒花
log_notice "mysqld from pid file $pid_file ended"