“訊號量用在多執行緒多工同步的，一個執行緒完成了某一個動作就通過訊號量告訴別的執行緒，別的執行緒再進行某些動作（大家都在semtake的時候，就阻塞在 哪裡）。而互斥鎖是用在多執行緒多工互斥的，一個執行緒佔用了某一個資源，那麼別的執行緒就無法訪問，直到這個執行緒unlock，其他的執行緒才開始可以利用這 個資源。比如對全域性變數的訪問，有時要加鎖，操作完了，在解鎖。有的時候鎖和訊號量會同時使用的” 也就是說，訊號量不一定是鎖定某一個資源，而是流程上的概念，比如：有A,B兩個執行緒，B執行緒要等A執行緒完成某一任務以後再進行自己下面的步驟，這個任務 並不一定是鎖定某一資源，還可以是進行一些計算或者資料處理之類。而執行緒互斥量則是“鎖住某一資源”的概念，在鎖定期間內，其他執行緒無法對被保護的資料進 行操作。在有些情況下兩者可以互換。

兩者之間的區別:

作用域 訊號量: 程序間或執行緒間(linux僅執行緒間的無名訊號量pthread semaphore) 互斥鎖: 執行緒間

上鎖時  訊號量: 只要訊號量的value大於0，其他執行緒就可以sem_wait成功，成功後訊號量的value減一。若value值不大於0，則sem_wait使得執行緒阻塞，直到sem_post釋放後value值加一,但是sem_wait返回之前還是會將此value值減一 互斥鎖: 只要被鎖住，其他任何執行緒都不可以訪問被保護的資源

以下是訊號燈（量)的一些概念:

訊號燈與互斥鎖和條件變數的主要不同在於”燈”的概念，燈亮則意味著資源可用，燈滅則意味著不可用。如果說後兩中同步方式側重於”等待”操作，即資 源不可用的話，訊號燈機制則側重於點燈，即告知資源可用； 沒有等待執行緒的解鎖或激發條件都是沒有意義的，而沒有等待燈亮的執行緒的點燈操作則有效，且能保持 燈亮狀態。當然，這樣的操作原語也意味著更多的開銷。

訊號燈的應用除了燈亮/燈滅這種二元燈以外，也可以採用大於1的燈數，以表示資源數大於1，這時可以稱之為多元燈。

1． 建立和 登出

POSIX訊號燈標準定義了有名訊號燈和無名訊號燈兩種，但LinuxThreads的實現僅有無名燈，同時有名燈除了總是可用於多程序之間以外，在使用上與無名燈並沒有很大的區別，因此下面僅就無名燈進行討論。

int sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value) 這是建立訊號燈的API，其中value為訊號燈的初值，pshared表示是否為多程序共享而不僅僅是用於一個程序。LinuxThreads沒有實現 多程序共享訊號燈，因此所有非0值的pshared輸入都將使sem_init()返回-1，且置errno為ENOSYS。初始化好的訊號燈由sem變 量表徵，用於以下點燈、滅燈操作。

int sem_destroy(sem_t * sem) 被登出的訊號燈sem要求已沒有執行緒在等待該訊號燈，否則返回-1，且置errno為EBUSY。除此之外，LinuxThreads的訊號燈 登出函式不做其他動作。sem_destroy destroys a semaphore object, freeing the resources it  might  hold.  No  threads  should  be  waiting  on  the        semaphore  at  the  time  sem_destroy  is  called.  In  the  LinuxThreads implementation, no resources are associated with        semaphore objects, thus sem_destroy actually does nothing except checking that no thread is waiting on the semaphore.  

2． 點燈和滅燈

int sem_post(sem_t * sem)

點燈操作將訊號燈值原子地加1，表示增加一個可訪問的資源。

int sem_wait(sem_t * sem) int sem_trywait(sem_t * sem)

sem_wait()為等待燈亮操作，等待燈亮（訊號燈值大於0），然後將訊號燈原子地減1，並返回。sem_trywait()為sem_wait()的非阻塞版，如果訊號燈計數大於0，則原子地減1並返回0，否則立即返回-1，errno置為EAGAIN。

3． 獲取燈值

int sem_getvalue(sem_t * sem, int * sval)

讀取sem中的燈計數，存於*sval中，並返回0。

4． 其他

sem_wait()被實現為取消點。（取消點事什麼意思？？？）sem_wait is a cancellation point. 取消點的含義： 當用pthread_cancel()一個執行緒時，這個要求會被pending起來，當被cancel的執行緒走到下一個cancellation point時，執行緒才會被真正cancel掉。 而且在支援原子”比較且交換CAS”指令的體系結構上，sem_post()是唯一能用於非同步訊號處理函式的POSIX非同步訊號 安全的API。

On processors supporting atomic compare-and-swap (Intel 486, Pentium and later, Alpha, PowerPC, MIPS  II,  Motorola  68k),        the  sem_post function is async-signal safe and can therefore be called from signal handlers. This is the only thread syn-        chronization function provided by POSIX threads that is async-signal safe.

       On the Intel 386 and the Sparc, the current LinuxThreads implementation of sem_post is not async-signal safe  by  lack  of        the required atomic operations.

互斥量(Mutex)

互斥量表現互斥現象的資料結構，也被當作二元訊號燈。一個互斥基本上是一個多工敏感的二元訊號，它能用作同步多工的行為，它常用作保護從中斷來的臨界段程式碼並且在共享同步使用的資源。

Mutex本質上說就是一把鎖，提供對資源的獨佔訪問，所以Mutex主要的作用是用於互斥。Mutex物件的值，只有0和1兩個值。這兩個值也分別代表了Mutex的兩種狀態。值為0, 表示鎖定狀態，當前物件被鎖定，使用者程序/執行緒如果試圖Lock臨界資源，則進入排隊等待；值為1，表示空閒狀態，當前物件為空閒，使用者程序/執行緒可以Lock臨界資源，之後Mutex值減1變為0。

Mutex可以被抽象為四個操作：

- 建立 Create

- 加鎖 Lock

- 解鎖 Unlock

- 銷燬 Destroy

Mutex被建立時可以有初始值，表示Mutex被建立後，是鎖定狀態還是空閒狀態。在同一個執行緒中，為了防止死鎖，系統不允許連續兩次對Mutex加鎖(系統一般會在第二次呼叫立刻返回)。也就是說，加鎖和解鎖這兩個對應的操作，需要在同一個執行緒中完成。

不同作業系統中提供的Mutex函式:

訊號量

訊號量(Semaphore)，有時被稱為訊號燈，是在多執行緒環境下使用的一種設施, 它負責協調各個執行緒, 以保證它們能夠正確、合理的使用公共資源。

訊號量可以分為幾類：

² 二進位制訊號量(binary semaphore)：只允許訊號量取0或1值，其同時只能被一個執行緒獲取。

² 整型訊號量（integer semaphore)：訊號量取值是整數，它可以被多個執行緒同時獲得，直到訊號量的值變為0。

² 記錄型訊號量（record semaphore)：每個訊號量s除一個整數值value（計數）外，還有一個等待佇列List，其中是阻塞在該訊號量的各個執行緒的標識。當訊號量被釋放一個，值被加一後，系統自動從等待佇列中喚醒一個等待中的執行緒，讓其獲得訊號量，同時訊號量再減一。

訊號量通過一個計數器控制對共享資源的訪問，訊號量的值是一個非負整數，所有通過它的執行緒都會將該整數減一。如果計數器大於0，則訪問被允許，計數器減1；如果為0，則訪問被禁止，所有試圖通過它的執行緒都將處於等待狀態。

計數器計算的結果是允許訪問共享資源的通行證。因此，為了訪問共享資源，執行緒必須從訊號量得到通行證， 如果該訊號量的計數大於0，則此執行緒獲得一個通行證，這將導致訊號量的計數遞減，否則，此執行緒將阻塞直到獲得一個通行證為止。當此執行緒不再需要訪問共享資源時，它釋放該通行證，這導致訊號量的計數遞增，如果另一個執行緒等待通行證，則那個執行緒將在那時獲得通行證。

Semaphore可以被抽象為五個操作：

- 建立 Create

- 等待 Wait：

執行緒等待訊號量，如果值大於0，則獲得，值減一；如果只等於0，則一直執行緒進入睡眠狀態，知道訊號量值大於0或者超時。

-釋放 Post

執行釋放訊號量，則值加一；如果此時有正在等待的執行緒，則喚醒該執行緒。

-試圖等待 TryWait

如果呼叫TryWait，執行緒並不真正的去獲得訊號量，還是檢查訊號量是否能夠被獲得，如果訊號量值大於0，則TryWait返回成功；否則返回失敗。

-銷燬 Destroy

訊號量，是可以用來保護兩個或多個關鍵程式碼段，這些關鍵程式碼段不能併發呼叫。在進入一個關鍵程式碼段之前，執行緒必須獲取一個訊號量。如果關鍵程式碼段中沒有任何執行緒，那麼執行緒會立即進入該框圖中的那個部分。一旦該關鍵程式碼段完成了，那麼該執行緒必須釋放訊號量。其它想進入該關鍵程式碼段的執行緒必須等待直到第一個執行緒釋放訊號量。為了完成這個過程，需要建立一個訊號量，然後將Acquire Semaphore VI以及Release Semaphore VI分別放置在每個關鍵程式碼段的首末端。確認這些訊號量VI引用的是初始建立的訊號量。

互斥量和訊號量的區別

1. 互斥量用於執行緒的互斥，訊號量用於執行緒的同步。

這是互斥量和訊號量的根本區別，也就是互斥和同步之間的區別。

互斥：是指某一資源同時只允許一個訪問者對其進行訪問，具有唯一性和排它性。但互斥無法限制訪問者對資源的訪問順序，即訪問是無序的。

同步：是指在互斥的基礎上（大多數情況），通過其它機制實現訪問者對資源的有序訪問。在大多數情況下，同步已經實現了互斥，特別是所有寫入資源的情況必定是互斥的。少數情況是指可以允許多個訪問者同時訪問資源

2. 互斥量值只能為0/1，訊號量值可以為非負整數。

也就是說，一個互斥量只能用於一個資源的互斥訪問，它不能實現多個資源的多執行緒互斥問題。訊號量可以實現多個同類資源的多執行緒互斥和同步。當訊號量為單值訊號量是，也可以完成一個資源的互斥訪問。

3. 互斥量的加鎖和解鎖必須由同一執行緒分別對應使用，訊號量可以由一個執行緒釋放，另一個執行緒得到。