信号量和互斥锁有什么区别？

信号量（Semaphore）和互斥锁（Mutex）是两种用于线程同步的机制，它们在多线程编程中扮演着重要的角色。以下是它们的主要区别：

1. 用途：信号量用于控制多个线程对共享资源的访问，允许多个线程同时访问资源，而互斥锁用于确保一次只有一个线程可以访问共享资源。

2. 计数原则：信号量具有一个计数器，表示可用资源的数量。线程通过信号量进行同步，当计数器大于0时，线程可以进入临界区，并将计数器减1；离开时，计数器加1。互斥锁则没有计数器，它只允许一个线程持有锁。

3. 灵活性：信号量比互斥锁更灵活，它可以用于更复杂的同步场景，如多个线程需要访问多个资源。互斥锁则更简单，适用于简单的互斥场景。

4. 优先级反转问题：信号量可能面临优先级反转问题，即高优先级的线程等待低优先级的线程释放信号量。互斥锁通常不会导致优先级反转。

5. 死锁风险：信号量和互斥锁都可能引起死锁，但信号量的死锁风险可能更高，因为它涉及到更多的线程和资源。

6. 使用场景：信号量适用于需要多个线程协作完成任务的场景，而互斥锁适用于保护共享资源不被多个线程同时访问的场景。

7. 实现复杂性：信号量的实现通常比互斥锁更复杂，需要更多的编程技巧和注意同步细节。

8. 性能影响：互斥锁通常比信号量具有更低的开销，因为它的逻辑更简单。然而，信号量可以提供更细粒度的控制，有时可以提高性能。

9. 编程语言支持：大多数编程语言和操作系统都提供了互斥锁的实现，而信号量的实现可能因平台而异。

10. 资源分配：信号量可以用于资源分配，例如，限制对某些资源的访问数量。互斥锁则主要用于确保资源在某一时刻只被一个线程使用。

了解这些区别有助于程序员根据具体的应用场景选择合适的同步机制，以确保程序的正确性和效率。