如前文所述，Arbiter是gunicorn master进程的核心。Arbiter主要负责管理worker进程，包括启动、监控、杀掉Worker进程；同时，Arbiter在某些信号发生的时候还可以热更新（reload）App应用，或者在线升级gunicorn。Arbiter的核心代码在一个文件里面，代码量也不大，源码在此：https://github.com/benoitc/gunicorn。
Arbiter主要有以下方法：
setup:
处理配置项，最重要的是worker数量和worker工作模型
init_signal：
注册信号处理函数
handle_xxx:
各个信号具体的处理函数
kill_worker，kill_workers:
向worker进程发信号
spawn_worker, spawn_workers:
fork出新的worker进程
murder_workers:
杀掉一段时间内未响应的worker进程
manage_workers:
根据配置文件的worker数量，以及当前active的worker数量，决定是要fork还是kill worker进程
reexec：
接收到信号SIGUSR2调用，在线升级gunicorn
reload：
接收到信号SIGHUP调用，会根据新的配置新启动worker进程，并杀掉之前的worker进程
sleep：
在没有信号处理的时候，利用select的timeout进行sleep，可被唤醒
wakeup：
通过向管道写消息，唤醒进程
run：
主循环
Arbiter真正被其他代码（Application）调用的函数只有__init__和run方法，在一句代码里：
Arbiter(self).run()
上面代码中的self即为Application实例，其中__init__调用setup进行配置项设置。下面是run方法伪代码
def run()
self.init_signal()
self.LISTENERS = create_sockets(self.cfg, self.log)
self.manage_workers()
while True:
if no signal in SIG_QUEUE
self.sleep()
else:
handle_signal()
关于fork子进程
fork子进程的代码在 spawn_worker, 源码如下：
1 def spawn_worker(self):
2 self.worker_age += 1
3 worker = self.worker_class(self.worker_age, self.pid, self.LISTENERS,
4 self.app, self.timeout / 2.0,
5 self.cfg, self.log)
6 self.cfg.pre_fork(self, worker)
7 pid = os.fork()
8 if pid != 0:
9 self.WORKERS[pid] = worker
10 return pid
11
12 # Process Child
13 worker_pid = os.getpid()
14 try:
15 util._setproctitle("worker [%s]" % self.proc_name)
16 self.log.info("Booting worker with pid: %s", worker_pid)
17 self.cfg.post_fork(self, worker)
18 worker.init_process()
19 sys.exit(0)
20 except SystemExit:
21 raise
22 except AppImportError as e:
23 self.log.debug("Exception while loading the application",
24 exc_info=True)
25 print("%s" % e, file=sys.stderr)
26 sys.stderr.flush()
27 sys.exit(self.APP_LOAD_ERROR)
28 except:
29 self.log.exception("Exception in worker process"),
30 if not worker.booted:
31 sys.exit(self.WORKER_BOOT_ERROR)
32 sys.exit(-1)
33 finally:
34 self.log.info("Worker exiting (pid: %s)", worker_pid)
35 try:
36 worker.tmp.close()
37 self.cfg.worker_exit(self, worker)
38 except:
39 self.log.warning("Exception during worker exit:\n%s",
40 traceback.format_exc())
Arbiter.spawn_worker
主要流程：
（1）加载worker_class并实例化（默认为同步模型 SyncWorker）
（2）父进程（master进程）fork之后return，之后的逻辑都在子进程中运行
（3）调用worker.init_process 进入循环，worker的所有工作都在这个循环中
（4）循环结束之后，调用sys.exit(0)
（5）最后，在finally中，记录worker进程的退出
下面是我自己写的一点代码，把主要的fork流程简化了一下
1 # prefork.py 2 import sys 3 import socket 4 import select 5 import os 6 import time 7 8 def do_sub_process(): 9 pid = os.fork() 10 if pid < 0: 11 print ‘fork error‘ 12 sys.exit(-1) 13 elif pid > 0: 14 print ‘fork sub process %d‘ % pid 15 return 16 17 # must be child process 18 time.sleep(1) 19 print ‘sub process will exit‘, os.getpid(), os.getppid() 20 sys.exit(0) 21 22 def main(): 23 sub_num = 2 24 for i in range(sub_num): 25 do_sub_process() 26 time.sleep(10) 27 print ‘main process will exit‘, os.getpid() 28 29 if __name__ == ‘__main__‘: 30 main()
在测试环境下输出：
fork sub process 9601
fork sub process 9602
sub process will exit 9601 9600
sub process will exit 9602 9600
main process will exit 9600
需要注意的是第20行调用了sys.exit, 保证子进程的结束，否则会继续main函数中for循环，以及之后的逻辑。注释掉第19行重新运行，看输出就明白了。
关于kill子进程
master进程要kill worker进程就很简单了，直接发信号，源码如下:
1 def kill_worker(self, pid, sig): 2 """ 3 Kill a worker 4 5 :attr pid: int, worker pid 6 :attr sig: `signal.SIG*` value 7 """ 8 try: 9 os.kill(pid, sig) 10 except OSError as e: 11 if e.errno == errno.ESRCH: 12 try: 13 worker = self.WORKERS.pop(pid) 14 worker.tmp.close() 15 self.cfg.worker_exit(self, worker) 16 return 17 except (KeyError, OSError): 18 return 19 raise
关于sleep与wakeup
我们再来看看Arbiter的sleep和wakeup。Arbiter在没有信号需要处理的时候会"sleep"，当然，不是真正调用time.sleep，否则信号来了也不能第一时间处理。这里得实现比较巧妙，利用了管道和select的timeout。看代码就知道了
def sleep(self):
""" Sleep until PIPE is readable or we timeout.
A readable PIPE means a signal occurred.
"""
ready = select.select([self.PIPE[0]], [], [], 1.0) # self.PIPE = os.pipe()
if not ready[0]:
return
while os.read(self.PIPE[0], 1):
pass
代码里面的注释写得非常清楚，要么PIPE可读立即返回，要么等待超时。管道可读是因为有信号发生。这里看看pipe函数
os.pipe()-
Create a pipe. Return a pair of file descriptors(r,w)usable for reading and writing, respectively.
那我们看一下什么时候管道可读：肯定是往管道写入的东西，这就是wakeup函数的功能
def wakeup(self):
"""
Wake up the arbiter by writing to the PIPE
"""
os.write(self.PIPE[1], b‘.‘)
最后附上Arbiter的信号处理：
- QUIT, INT: Quick shutdown
- TERM: Graceful shutdown. Waits for workers to finish their current requests up to the graceful timeout.
- HUP: Reload the configuration, start the new worker processes with a new configuration and gracefully shutdown older workers. If the application is not preloaded (using the
--preloadoption), Gunicorn will also load the new version. - TTIN: Increment the number of processes by one
- TTOU: Decrement the number of processes by one
- USR1: Reopen the log files
- USR2: Upgrade the Gunicorn on the fly. A separate TERM signal should be used to kill the old process. This signal can also be used to use the new versions of pre-loaded applications.
- WINCH: Gracefully shutdown the worker processes when Gunicorn is daemonized.
reference：
http://docs.gunicorn.org/en/stable/
http://docs.gunicorn.org/en/stable/signals.html