看 go-patterns/semaphore.md at master · tmrts/go-patterns (github.com) 时产生了疑问，信号量为啥长得和互斥锁没啥区别呢。于是就谷歌了一圈，重温下一些关于并发的知识，对比信号量 semaphore 和互斥锁 mutex 。
互斥锁 mutex
以 pthread 自带的互斥锁为例，提供了三种不同类型的互斥锁：
- PTHREAD_MUTEX_NORMAL ，普通的互斥锁，不支持死锁检测（does not detect deadlock），不支持递归加锁（relock without first unlocking it 会导致死锁），不检测解锁线程，解锁一个未加锁的互斥锁是未定义行为（undefined behavior）。
- PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK，带错误检查的互斥锁，不支持递归加锁（会返回错误），解锁其他线程的互斥锁会返回错误，解锁未加锁的互斥锁会返回错误。
- PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE，递归加锁（relock with out unlocking it）会成功，解锁时需要调用解锁的次数和加锁时调用加锁的次数相同。解锁其他线程的互斥锁会返回错误。解锁未加锁的互斥锁会返回错误。
- PTHREAD_MUTEX_DEFAULT，默认互斥锁类型，对这一类型的互斥锁递归加锁时行为是未定义的，解锁未加锁的互斥锁行为是未定义的，解锁其他线程的互斥锁行为是未定义的。这一类型的互斥锁通常映射为另外几种互斥锁之一。
可以比较清楚地看出，互斥锁有三个基本特征：
- 是否可重复加锁
- 是否可解锁未加锁的互斥锁
- 是否可解锁被其他人加锁的互斥锁
最严格的 PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK 类型互斥锁，对此定义是 NO、NO、NO 。
互斥锁的基本使用方式和使用场景有点像厕所的坑位：
- 抢坑位，锁门
- 你懂的
- 解锁，出门
其中有隐含的信息包括：
- 坑位是提前选择好的，你只能抢一个坑位，不能抢多个坑位。
- 坑位在使用期间是独占的，你不能和别人分享一个坑位。
- 只有你自己能解锁坑位，谁也不想办事儿的时候有人闯进来吧？
而递归加锁这一特殊场景，我寻思吧，有点难拿坑位比喻。反正也不重要，就别管了。
信号量 semaphore
信号量本质上是一个整型值，不细分什么类型了。还是用 pthread 举例吧，依据 POSIX 标准。
对信号量的操作可以先简单分5种。
sem_init(sem,pshared,value)，初始化一个信号量，可以指定要不要在fork()创建的进程间共享，还可以指定信号量初始值。sem_wait(sem)，等待信号量，信号量等于0时阻塞，其他线程通过sem_post唤醒。sem_post(sem)，发送信号量，唤醒阻塞在sem_wait的线程。sem_getvalue(sem,valp)，获取信号量当前值。sem_destroy(sem)，销毁信号量。
信号量的主要特征就是它的值：
- 当值等于0时，
sem_wait会阻塞。 - 当值大于0时，
sem_wait返回并使值-1。
可以注意到，信号量的确可以做到互斥锁能做到的事情：设定好初始值1，然后sem_wait等同于加锁，sem_post等同于解锁，的确模拟出了互斥锁的功能。
不过信号量去模拟互斥锁会有一些问题。比如说无法实现递归加锁（信号量值等于0时，sem_wait会阻塞），无法检测解锁线程是不是加锁线程（除非你自己再封装一次，把信号量和线程ID绑定），解锁未加锁会导致信号量值大于1，进而造成sem_wait会允许多个线程并行执行（还是一样，你得自己封装，在sem_post前检查当前信号量的值）。
好，模拟互斥锁的话题到此为止。回到屎尿屁的比喻上。互斥锁可以比作公厕收费的老大爷。
- 老规矩，不排队，大家从老大爷手里抢坑位。
- 坑位满员的时候老大爷谁也不让进。
- 每出来一个人，老大爷就放进去一个人。
其中隐含的信息包括：
- 当然，可用的坑位或者说资源依然是有限的，数量不确定。
- 你只能独占一部分资源，而且每个人独占的资源都一样多。不然老大爷看到有一个坑位放你进去了，但你想要用两个坑位，那你就只能继续等着，或者和别人分享坑位了。
信号量最好用的场景还是 生产者-消费者 模型的队列，来统计队列中元素数量。消费者可以用一个简单的 sem_timedwait 调用实现等待新元素加入队列，用互斥锁来确保队列操作是线程安全的。
可见管公厕的老大爷也是非常有生活智慧哈，充分利用了年轻时的编程经验来提高晚年生活质量。
结论
互斥锁和信号量都能处理数据竞争，但各有侧重。
典型的数据竞争场景当然是互斥锁好用，但信号量也不是完全不行。
信号量的典型场景也一样，互斥锁即便能行也会显得别扭。