互斥量和信号量的区别

转自http://www.cnblogs.com/lbsx/archive/2009/08/03/1537698.html

互斥量和信号量的区别

1. 互斥量用于线程的互斥,信号量用于线程的同步。

这是互斥量和信号量的根本区别,也就是互斥和同步之间的区别。

互斥:是指某一资源同时只允许一个访问者对其进行访问,具有唯一性和排它性。但互斥无法限制访问者对资源的访问顺序,即访问是无序的。

同步:是指在互斥的基础上(大多数情况),通过其它机制实现访问者对资源的有序访问。在大多数情况下,同步已经实现了互斥,特别是所有写入资源的情况必定是互斥的。少数情况是指可以允许多个访问者同时访问资源

以上区别是主要想记住的。

note:信号量可以用来实现互斥量的功能

2. 互斥量值只能为0/1,信号量值可以为非负整数。

也就是说,一个互斥量只能用于一个资源的互斥访问,它不能实现多个资源的多线程互斥问题。信号量可以实现多个同类资源的多线程互斥和同步。当信号量为单值信号量是,也可以完成一个资源的互斥访问。

3. 互斥量的加锁和解锁必须由同一线程分别对应使用,信号量可以由一个线程释放,另一个线程得到。


### RTOS中信号量互斥区别及使用场景 在实时操作系统(RTOS)中,信号量互斥是两种常见的同步机制,尽管它们在某些方面相似,但它们的用途行为存在显著差异。 #### 1. 定义与基本概念 - **信号量**:信号量是一种计数器,用于控制多个任务对共享资源的访问。它可以表示可用资源的数,并支持任务间的同步通信[^1]。 - **互斥**:互斥是一种特殊的二值信号量,主要用于保护共享资源,确保同一时间只有一个任务可以访问该资源。它具有优先级继承功能,以避免优先级反转问题[^2]。 #### 2. 主要区别 - **用途**: - 信号量通常用于任务间的同步,例如一个任务等待另一个任务完成某个操作或事件的发生[^3]。 - 互斥则专注于资源的互斥访问,确保共享资源不会被多个任务同时访问[^4]。 - **计数值**: - 信号量可以是二值信号量(0或1)或多值信号量(任意非负整数),用于表示可用资源的数[^3]。 - 互斥本质上是一个二值信号量,其值只能是0或1,表示资源是否被占用[^4]。 - **所有权**: - 信号量没有明确的所有权概念,任何任务都可以释放信号量[^1]。 - 互斥具有明确的所有权,只有持有互斥的任务才能释放它,这有助于防止资源被错误地释放[^2]。 - **优先级继承**: - 信号量不支持优先级继承功能,因此可能会导致优先级反转问题[^1]。 - 互斥支持优先级继承,当高优先级任务需要访问被低优先级任务持有的互斥时,低优先级任务的优先级会被临时提升,从而避免优先级反转[^2]。 #### 3. 使用场景 - **信号量的使用场景**: - 实现任务间的同步,例如一个任务需要等待另一个任务完成某个操作。 - 控制对有限数资源的访问,例如管理多个任务对一组缓冲区的访问。 - **互斥的使用场景**: - 保护共享资源,确保同一时间只有一个任务可以访问该资源[^4]。 - 避免优先级反转问题,尤其是在多优先级任务环境中。 #### 4. 示例代码 以下是一个简单的FreeRTOS代码示例,展示了如何使用信号量互斥: ```c // 创建二值信号量 SemaphoreHandle_t xBinarySemaphore = xSemaphoreCreateBinary(); // 创建互斥 SemaphoreHandle_t xMutex = xSemaphoreCreateMutex(); // 获取信号量 xSemaphoreTake(xBinarySemaphore, portMAX_DELAY); // 获取互斥 xSemaphoreTake(xMutex, portMAX_DELAY); // 释放信号量 xSemaphoreGive(xBinarySemaphore); // 释放互斥 xSemaphoreGive(xMutex); ``` #### 5. 注意事项 - 在配置FreeRTOS时,如果需要使用互斥,必须在`FreeRTOSConfig.h`中定义`#define configUSE_MUTEXES 1`[^2]。 - 不恰当的死循环或阻塞可能导致任务无法释放信号量互斥,从而引发系统死锁[^1]。
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