MySQL是单进程，多线程的数据库,主要用于控制多个线程之间的并发访问。每个线程都可以访问共享资源，如数据库文件、内存缓存等。为了避免不同线程之间的竞争和冲突，除了自身的锁机制，MySQL使用信号量来控制线程的访问，并保证系统的稳定性和安全性。

有些环境下还会碰到hang住情况：

#mysql error日志：
[ERROR] [FATAL] InnoDB: Semaphore wait has lasted > 600 seconds. We intentionally crash the server 
because it appears to be hung.

那信号量应用于MySQL那些方面：

• 并发控制：MySQL信号量可以用于控制多个线程之间的并发访问，以避免不同线程之间的竞争和冲突。
• 内存管理：MySQL信号量可以用于管理内存资源，以确保系统的稳定性和可靠性。
• 文件系统：MySQL信号量可以用于控制文件系统的访问，以避免不同线程之间的竞争和冲突。
• 网络连接：MySQL信号量可以用于控制网络连接的访问，以确保系统的稳定性和可靠性。

MySQL中的信号量

MySQL中有两种类型的信号量，互斥信号量和内部同步:
1.互斥信号量：它用于保护共享资源，防止不同线程之间的竞争和冲突。互斥信号量通常用于保护共享缓存、文件系统、网络连接等资源。
2.内部同步：它用于控制线程的同步和通信，是一种高级的线程同步机制。通常用于控制线程的等待和唤醒，以实现线程之间的协作。

按照目前官方提供的InnoDB信号量活动指标：

那些可以调整信号量使用指标。

InnoDB Redo Log

自旋锁轮询

InnoDB的互斥锁和rw锁通常会保留很短的时间间隔。在多核系统中，线程在休眠前一段时间内连续检查它是否可以获得互斥锁或rw锁可能会更有效。如果互斥锁或rw锁在此期间可用，线程可以立即在同一时间片中继续执行。但是，多线程过于频繁地轮询共享对象(如互斥锁或rw锁)可能会导致“缓存乒乓”，导致处理器使彼此缓存的部分无效。InnoDB通过强制轮询之间的随机延迟来去同步轮询活动来最小化这个问题。随机延迟被实现为自旋等待循环。

1.innodb_spin_wait_delay：
自旋锁的轮询之间的最大延迟。这种机制的底层实现取决于硬件和操作系统的组合，因此延迟并不对应于固定的时间间隔。
自旋等待循环的持续时间由循环中出现的PAUSE指令的数量决定。这个数字是通过随机选择一个从0到但不包括innodb_spin_wait_delay值的整数，并将该值乘以50来生成的。(乘数值50在MySQL 8.0.16之前是硬编码的，之后是可配置的。)

例如，当innodb_spin_wait_delay设置为6时，从以下范围中随机选择一个整数:

{0, 1, 2, 3, 4, 5}

#选择的整数乘以50，得到六个可能的PAUSE指令值之一:
{0, 50,100,150,200,250}

对于这组值，250是在自旋等待循环中可以出现的PAUSE指令的最大数目。将innodb_spin_wait_delay设置为5会得到一个包含五个可能值{0,50,100,150,200}的集合，其中200是PAUSE指令的最大数目，以此类推。通过这种方式，innodb_spin_wait_delay设置控制自旋锁轮询之间的最大延迟。

在所有处理器内核共享快速缓存的系统中，可以通过设置innodb_spin_wait_delay=0来减少最大延迟或完全禁用繁忙循环。

2.innodb_spin_wait_pause_multiplier
MySQL 8.0.16中引入的，它提供了一种解释PAUSE指令持续时间差异的方法。定义一个乘数值，用于确定线程等待获取互斥锁或rw锁时发生的自旋等待循环中PAUSE指令的数量。

例如，假设innodb_spin_wait_delay设置为6，将innodb_spin_wait_pause_multiplier的值从50(默认值和之前的硬编码值)减少到5，会生成一组较小的PAUSE指令值:

#innodb_spin_wait_delay
{0, 1, 2, 3, 4, 5}

#PAUSE指令值
{0、5、10、15、20、25}

增加或减少PAUSE指令值的能力允许针对不同的处理器架构微调InnoDB。例如，较小的PAUSE指令值适用于具有相对较长的PAUSE指令的处理器体系结构。

3.innodb_sync_spin_loops
线程在被挂起之前等待InnoDB互斥锁释放的次数。

自适应hash

通过SHOW ENGINE INNODB STATUS输出的SEMAPHORES部分监控自适应哈希索引的使用和争用。如果有许多线程等待在btr0sea.c中创建的rw锁存器，考虑增加自适应哈希索引分区的数量或禁用自适应哈希索引。

OS内核参数

在Linux系统中，Semaphore（信号量）是进程间同步互斥的一种方式，它用于协调不同进程或线程之间对共享资源的访问。每个进程通讯需要的信号灯或者IPC标志,每个连接的process都要分配一个semaphore。

1.kernel.sem是Linux系统用来控制信号量Semaphore的参数。

# cat /proc/sys/kernel/sem
250     32000   32      128

说明：
第一列，表示每个信号集中的最大信号量数目。
第二列，表示系统范围内的最大信号量总数目。
第三列，表示每个信号发生时的最大系统操作数目。
第四列，表示系统范围内的最大信号集总数目。

2. 可以通过/proc/sys/kernel/sem文件或sysctl命令调整参数。

# sysctl -w kernel.sem="1000 64000 100 256"

3.kernelSemi是信号量结构体，内核中提供了一组系统函数用于访问它，可以使用IPCS命令查看当前系统的信号量列表。

# ipcs -a
------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status      
0x7401833d 2654208    root      600        4          0                       
0x00000000 3145729    root      600        4194304    9          dest         
0x7401833c 2621442    root      600        4          0                       
0xd201012b 3080195    root      600        1720       2

可以看到当前系统所有的信号量以及进程的key，owner和创建时间。
备注：信号量 设置太大会导致sys飙高的。

总结

从上诉Semaphore 介绍中，可以了解MySQL保证系统稳定性和可靠性的重要技术之一，已经涉及到内核协调问题。MySQL信号量的实现代码也较为复杂，个人建议：

• 可以适当的调整操作系统指标。
• MySQL相关参数可以采取默认。
• 碰到信号量问题可以先把自适应hash关闭掉。