通俗理解信号量

信号量本质上是一个加锁原语，让等待者进入睡眠状态，直到等待的资源变为空闲。信号量可分为内核信号量和IPC信号量（用于进程间同步），二者都是计数器，用来为多个进程或者线程共享的数据结构提供访问控制。此处主要讲IPC信号量。

若受保护的资源当前可用，则信号量的值为正整数，若资源现当前不可用，则信号量的值为0。当进程试图访问受信号量保护的资源时会把信号的值减1，但是内核会阻塞这个进程直到在这个信号量上的操作产生一个正值。当进程释放受保护的资源时，会把信号量的值加1。如果此时有进程正在休眠等待此信号量，则唤醒这些进程。一般是通过信号来唤醒这些进程，唤醒顺序遵循先进先出（这些操作对线程也适用）。

为了保证信号量工作正常，信号量值的测试以及增减操作都应当是原子操作。并且为实现进程间通信的目的，信号量一般是在内核中实现的（不排除部分项目使用了用户态的信号量，但是大部分用户态的信号量只能实现线程间通信， 用户态的信号量若需要实现进程间通信，还得搭配内存映射）。

一般而言，信号量的初始值可以是任意正值或者零值，该值表明有多少个共享资源单位可以被共享使用。但通常信号量的使用形式是二元信号量。二元信号量主要用于同步场景：消费者使用sem_wait()阻塞等待，直到生产者调用sem_post()唤醒它。此类场景多用于一个主线程等待多个异步任务（异步线程）调用返回。具体实现方法有多种，可以是最暴力的循环sem_wait，也可以是信号量+原子变量实现：由最后一个完成的异步任务（原子变量初始化为异步任务的数量，每一个异步任务返回时减一次原子变量，原子变量自减为0时为最后返回的那个异步任务）调用sem_post()唤醒主线程。

信号量与互斥锁的差别：

 任何时刻只能有一个任务（进程、线程或者协程）持有mutex，即mutex的计数永远只能是1。

 mutex的上锁者必须负责mutex的解锁，即只能在同一个上下文中加锁和解锁。而信号量的wait和post操作往往是处于不同的任务，不在同一个上下文之间，毕竟信号量就是为了同步而生的。

参考链接：

《unix环境高级编程第三版》

《深入理解Linux内核第三版》

《Linux内核设计与实现》