Semaphore

📌 Semaphore

Semaphore — примитив синхронизации, основанный на счётчике. Используется для ограничения количества потоков, одновременно имеющих доступ к ресурсу, или для реализации сигнализации между потоками и процессами.

🧠 Как работает

Семафор содержит целочисленный счётчик:

• sem_wait() (или P) — уменьшает значение
  • Если значение > 0 → проход
  • Если 0 → блокировка и ожидание
• sem_post() (или V) — увеличивает значение
  • Может разблокировать ожидающий поток

Типы семафоров:

• Binary Semaphore — счётчик 0/1, аналог Mutex
• Counting Semaphore — произвольный целочисленный счётчик
• Named Semaphore (sem_open, sem_unlink) — доступен разным процессам
• Unnamed Semaphore (sem_init) — используется внутри процесса

⚙️ Где применяется

Область	Примеры использования
Multithreading	Ограничение доступа к пулу ресурсов
IPC	Сигнализация между процессами
RTOS	Синхронизация задач, ISR
Producer/Consumer	Классические буферы с блокировкой
Embedded	Работа с датчиками, таймерами, флагами

💻 Пример (POSIX Semaphore, C)

#include <semaphore.h>
sem_t sem;
sem_init(&sem, 0, 1); // binary semaphore
 
sem_wait(&sem);  // вход в критическую секцию
// ...
sem_post(&sem);  // выход

✅ Преимущества

• Поддерживает многократный доступ (в отличие от Mutex)

• Подходит для межпроцессной синхронизации

• Есть ядровые и пользовательские реализации

❌ Недостатки

• Сложнее в отладке, чем Mutex

• Ошибки могут приводить к блокировкам или переполнению счётчика

• Возможны Deadlock или Starvation без контроля порядка