鸿蒙14天IOT开发实战-笔记（3.3）

3.3 内核开发之信号量

（1）信号量概念

1. 信号量(Semaphore)是一种实现任务间通信的机制，实现任务之间同步或临界资源的互斥访问。常用于协助一组相互竞争的任务来访问临界资源。
2. 在多任务系统中，各任务之间需要同步或互斥实现临界资源的保护，信号量功能可以为用户提供这方面的支持。
3. 通常一个信号量的计数值用于对应有效的资源数，表示剩下的可被占用的互斥资源数。其值的含义分两种情况:
   1)：0，表示没有积累下来的Post信号量操作，且有可能有在此信号量上阻塞的任务。
   2)：正值，表示有一个或多个Post信号量操作。
4. 以同步为目的的信号量和以互斥为目的的信号量在使用有如下不同:
   1)：用作互斥时，信号量创建后记数是满的，在需要使用临界资源时，先取信号量，使其变空，这样其他任务需要使用临界资源时就会因为无法取到信号量而阻塞，从而保证了临界资源的安全。
   2）：用作同步时，信号量在创建后被置为空，任务1取信号量而阻塞，任务2在某种条件发生后，释放信号量，于是任务1得以进入READY或RUNNING态，从而达到了两个任务间的同步。

（2）信号量运作机制

1. 信号量初始化，为配置的N个信号量申请内存(N值可以由用户自行配置，受内存限制)，并把所有的信号量初始化成未使用，并加入到未使用链表中供系统使用。
2. 信号量创建，从未使用的信号量链表中获取一个信号量资源，并设定初值。
3. 信号量申请，若其计数器值大于0，则直接减1返回成功。否则任务阻塞，等待其它任务释放该信号量，等待的超时时间可设定。当任务被一个信号量阻塞时，将该任务挂到信号量等待任务队列的队尾。
4. 信号量释放，若没有任务等待该信号量，则直接将计数器加1返回。否则唤醒该信号量等待任务队列上的第一个任务。
5. 信号量删除，将正在使用的信号量置为未使用信号量，并挂回到未使用链表。
6. 信号量允许多个任务在同一时刻访问同一资源,但会限制同一时刻访问此资源的最大任务数目。访问同一资源的任务数达到该资源的最大数量时，会阻塞其他试图获取该资源的任务，直到有任务释放该信号量。
   信号量运作示意图:
   公共资源有四个任务数，信号量都分别被线程1、2、3、4获取后，此时此资源就会锁定而不让线程5进入，线程5及后面的线程都进入阻塞模式，当线程1工作完成而释放出信号量，线程5立即获得信号而得到执行。如此往复。
   

（3）cmsis_os2的API信号量接口简介

（4）信号量使用