Operating system 为什么是信号灯？

当一个简单变量可以实现相同的功能时，为什么要使用二进制信号量？

因为变量不能跨进程工作。系统信号量会限制进程间的访问，而变量，即使是应用程序的全局变量，也不能在系统范围内执行相同的操作

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此外，为什么要重新发明轮子？您必须自己用一个变量来处理所有的实现，而使用信号量，该功能已经由操作系统提供并保证工作。

因为信号量不是一个简单的变量，它是一个更大的结构

具体来说，对于计数信号量（实际上，二进制信号量的计数为1），增加了阻止任何试图将信号量增加到其最大值以上的进程/线程的功能

信号量还有一个附加功能，即它们的状态“原子地”改变，这意味着底层内存被逻辑包围，以确保CPU缓存等被刷新，并且当值改变时，它会为“所有人”改变。这在现代多核处理器上尤为重要

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当您试图保护共享资源不被过度使用时，可以使用该信号量。二进制信号量非常适合一次只能由一个进程/线程使用的资源。

信号量原子操作对于多线程代码至关重要，否则无法确定哪个线程先使用。例如，如果您有两个线程处理电子邮件请求，您希望每个人只收到一封电子邮件；您需要确定是否已处理电子邮件请求。如果没有信号灯，会发生以下情况：

Thread A checks if email[0] has been read, it has not
Thread B checks if email[0] has been read, it has not
Thread A sends email[0] and marks it as done
Thread B sends email[0] and marks it as done

对于用户，电子邮件已发送两次，因为两个线程都认为它未被处理。现在有了一个信号灯，电子邮件会发生什么情况：

Thread A marks email[0] as in progress via a semaphore
Thread B checks email[0] and sees the semaphore is marked
Thread A sends email[0] and marks it as done then unmarks the semaphore

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使用信号灯时，只有一个线程将处理电子邮件。

原因有很多。因为信号量是由操作系统提供的，所以它可以

a） 可以在多个进程之间共享

b） 用于阻止正在等待的进程，而不是繁忙地等待

c） 真的很管用。由多个线程共享的变量，或者在多个进程的共享内存空间中的变量，不会提供信号量的安全性，因为您永远不知道线程/进程何时会失去控制。当您获取二进制信号量时，您知道您是该代码部分中唯一的线程/进程，操作系统保证这一点

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我建议你读一本关于这方面的书，这是一个有点愚蠢的问题：）没有冒犯

实际上，信号量不像一个单一的变量。如上所述，它有很多优点。您可以阅读Allen B.Downey的《信号灯小书》（the Little book of Semaphores，第二版），了解有关信号灯的更多详细信息。

让我们假设一种实现资源保护的简单方法可以通过使用一个变量（即布尔值）来实现。我举个例子：

while {resource_protected == TRUE}
{
// resource is protected
}

现在我们可以通过设置

resource\u protected==TRUE

来保护资源

要检查资源是否可用，我们只需使用以下内容：

if {resource_protected == FALSE}
{    // <---- rescheduling possible here!
resource_protected == TRUE; // protect resource
}
else
{
//try again later
}

如果{resource_protected==FALSE}
{    //