比较信号量和互斥锁的异同

信号量与互斥锁

• 信号量（semaphore[ˈseməfɔ:®]）主要用于实现多线程与多任务间的同步机制，当一个线程完成特定操作后，会通过信号量向其他线程发送通知，从而触发后续操作的执行。
  • 互斥锁（Mutual exclusion，缩写 Mutex）则用于实现多线程与多任务之间的互斥访问机制。当某一特定线程占用某个资源时，其他线程将无法访问该资源，直至该线程释放锁为止。例如，在对全局变量进行访问时，通常需要加锁以确保操作的完整性，并在操作完成后进行解锁。

虽然这两个概念在功能上存在一定的相似性，但它们的核心关注点存在明显差异：

• 信号量并不局限于对某一具体资源的锁定，而是更侧重于流程控制的概念。例如：假设有A、B两个线程，B线程需要等待A线程完成某项任务之后才能继续执行后续步骤。这种任务并不一定涉及对资源的锁定，可能仅是执行计算或数据处理等操作。
• 而互斥锁则强调“锁定某一资源”的特性，在锁定期间内，其他所有线程均无法对该受保护的数据进行任何操作。

由此可见，互斥锁实际上是信号量的一种特殊情形（即n=1的情况）。这意味着理论上可以使用信号量来替代互斥锁。然而由于互斥锁结构简单且运行效率较高，在必须确保资源独占性的场景下，仍然倾向于采用这种设计方式。

信号量可以被抽象为五个基本的操作：

1. 创建 Cre