＂互斥(mutext)和旗語(yǔ)(semaphore)之間有什么不同？＂這樣的問(wèn)題簡(jiǎn)短而有力，但要回答卻相當(dāng)困難．即使有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)用戶在區(qū)別如何正確使用mutex和semaphore時(shí)也存在著困難．
但這一點(diǎn)很不幸而且很危險(xiǎn)，因?yàn)闊o(wú)任這兩種原生RTOS中的哪一種被錯(cuò)誤使用，都會(huì)導(dǎo)致嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)意想不到的錯(cuò)誤，特別是這些系統(tǒng)為有關(guān)生命安全的產(chǎn)品時(shí).
有關(guān)mutex和semaphore的荒誕說(shuō)法是它們是相似的，甚至是可以互換的．正確的事實(shí)是盡管mutex和semaphore在它們的執(zhí)行上有相似之處，但是我們還是應(yīng)該在使用它們時(shí)加以區(qū)別對(duì)待．
最普遍（但也是不正確）的答案是：mutex和semphore非常相似，它們只有一個(gè)區(qū)別，那就是semaphores的計(jì)數(shù)可以超過(guò)1. 差不多所有的工程師都能正確的理解：mutex是一個(gè)二進(jìn)制標(biāo)志，可以通過(guò)它來(lái)確保執(zhí)行流在代碼關(guān)鍵區(qū)(critical section of code)互相排斥,從而對(duì)共享資源加一保護(hù)．但當(dāng)他們被要求進(jìn)一步回答如何使用＂計(jì)算方法semaphore"的方式時(shí)，大部分工程師的回答就如同教科書(shū)書(shū)一般的刻板---semaphore用于保護(hù)多重同類資源．
通過(guò)類比辦法，我們很容易解釋為什么"多重資源＂場(chǎng)景是有缺陷的.如果你認(rèn)為一個(gè)mutex是由操作系統(tǒng)擁有的關(guān)鍵值的話，我們可以很容易地將個(gè)別的mutex比喻是城市咖啡店中一間浴室的鑰匙．如果你想使用浴室，卻找不到鑰匙，你就必須在一個(gè)隊(duì)列中等候．同樣地，mutex則協(xié)串行化多項(xiàng)任務(wù)，以取得全域資源的共享，并且為等待隊(duì)列中的任務(wù)分配一個(gè)靜候其循序漸進(jìn)的位置．
但這種簡(jiǎn)單的資源保護(hù)協(xié)議并不使用于兩間相同浴室的情況．如果把一個(gè)semaphore概括為一個(gè)mutex，使其能保護(hù)兩個(gè)或更多相同的資源，那么在我們的比喻中，它就象是放著兩把相同鑰匙的藍(lán)子，你可以用任何一把打開(kāi)任何一扇浴室的門(mén)．
因此，semaphore本身并不能解決多個(gè)相同資源的問(wèn)題．咖啡店中的客人可能只知道有一把鑰匙，但并不知道哪間浴室可用．如果你試圖以此方式使用semaphore，你將會(huì)發(fā)現(xiàn)需要更多的狀態(tài)信息---它們通常是由不同的mutex所保護(hù)的共享資源．
正確使用semaphore是為了使信號(hào)從一項(xiàng)任務(wù)傳至另一項(xiàng)任務(wù)．mutex意味著取得與釋放，使用受保護(hù)共享資源的每一次任務(wù)都是以這樣的順序進(jìn)行．相比之下，使用semaphore的任務(wù)通常不是發(fā)送信號(hào)，就是進(jìn)入等待狀態(tài)，不可能同時(shí)發(fā)生．
例如，任務(wù)1可能包含程序代碼，當(dāng)按下＂電源＂(power)按鈕時(shí)，即可提出(如發(fā)送信號(hào)或增量)一個(gè)特別的semaphore; 任務(wù)2則依據(jù)相同的semaphore而用于喚醒顯示器. 在這種情況下，其中一項(xiàng)任務(wù)是信號(hào)的生產(chǎn)者，另一項(xiàng)任務(wù)是信號(hào)的消費(fèi)者．
用一個(gè)例子來(lái)做總結(jié)，首先展示如何使用mutex：
/* Task 1 */
mutexWait(mutex_mens_room);
// Safely use shared resource
mutexRelease(mutex_mens_room);
/* Task 2 */
mutexWait(mutex_mens_room);
// Safely use shared resource
mutexRelease(mutex_mens_room);
相應(yīng)地，你總是采用下列方法使用semaphore:
/* Task 1 - Producer */
semPost(sem_power_btn); // Send the signal
/* Task 2 - Consumer */
semPend(sem_power_btn); // Wait for signal
重要的是，semaphores可以被interrupt service routine(ISR)中斷服務(wù)程序用來(lái)向task發(fā)送信號(hào)．發(fā)送一個(gè)semaphore是一個(gè)非阻塞的RTOS行為，并且ISR安全．因?yàn)檫@種技術(shù)排除了在task級(jí)別的為了是中斷不使能而引起的錯(cuò)誤的可能性，從ISR中發(fā)出信號(hào)是一種使嵌入式軟件更加可靠的設(shè)計(jì)方式.
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