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嵌入式实时性操作系统中，运行的主要为线程和ISR（中断服务程序），运行步骤有时需要同步处理（相互之间交换数据），有时需要互斥处理（同一时刻只有一个线程访问公共资源），为满足需求，操作系统提供了统称为线程间通讯的功能。
线程间通讯包括：信号量，互斥量，事件，邮箱，消息队列。本文讲述信号量的基本概念以及其具体的代码使用。
1.概念
线程通过信号量来的控制来访问公共资源，信号量的值就是未被线程使用的公共资源的个数，每个信号量对象都有一个对应的信号量值和线程等待队列，线程等待队列为未成功获取信号量的线程。
信号量分为计数信号量和二值信号量。
1.1 二值型信号量
二值信号量只有0和1，类似于一个标志位，相比于使用一个全局变量作为标志位，二值信号量可以更好的利用CPU资源，避免浪费，当线程信号量为0时，申请信号量线程进入阻塞状态，信号量为1时，唤醒该线程。
1.2 计数型信号量
计数型型号了数值范围为0-65535，可以允许多个线程访问公共资源，但会限制访问资源的最大数目，当达到最大数目，后续申请资源的线程会进入阻塞状态，直到有线程释放了信号量。
- 事件计数：事件产生时释放信号量，事件处理时获取信号量，当值为0表示所有事件处理完毕
- 资源管理：信号量值代表当前资源可以数量，值为0说明没有资源了（比如停车场车位）
以上两种会经常用到计数型信号量。
2.信号量的创建（API）
信号量创建分为动态信号量和静态信号量，类似与线程创建，区别为是否由内核分配空间。
2.1动态信号量创建
动态信号量创建API，
static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;
void main（）{
dynamic_sem= rt_sem_create ( const char * name,
rt_uint32_t value,
rt_uint8_t flag
)
}首先创建一个指向信号量的指针dynamic_sem，然后将信号量创建函数返回参数赋予dynamic_sem，信号量创建函数rt_sem_create参数为信号量名称，信号量数值，以及信号量标志位，创建错误时返回RT_NULL。
信号量标志位决定了线程等待队列排队的方式，标志位有两个值
- RT_IPC_FLAG_FIFO，先进先出方式。等待信号量的线程按照先进先出的方式排队，先进入的线程将先获得等待的信号量。
- RT_IPC_FLAG_PRIO，优先级等待方式。等待信号量的线程按照优先级进行排队，优先级高的等待线程将先获得等待的信号量。
2.2动态信号量的删除
动态信号量删除API
static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL;
dynamic_sem= rt_sem_create ( const char * name,
rt_uint32_t value,
rt_uint8_t flag
)
rt_sem_delete （dynamic_sem) ; //删除信号量dynamic_sem
参数为信号量 对象句柄，即创建的指向信号量的指针。本文中为dynamic_sem
2.3静态信号量的创建
静态信号量创建API
静态信号量的创建需要先定义一个结构体，类型为struct rt_semaphore
rt_err_t rt_sem_init ( rt_sem_t sem,
const char * name,
rt_uint32_t value,
rt_uint8_t flag
) 
参数中sem为指向刚刚创建的类型为struct rt_semaphore的结构体的指针，其他和动态创建信号量相同。
2.4静态信号量的删除
静态信号量的删除API
rt_sem_detach ( rt_sem_t sem )
删除函数参数sem为信号量句柄，即指向信号量的指针，本文中为dynamic_sem
3.信号量的获取
信号量获取API
static rt_err_t result ;
result=rt_sem_take (rt_sem_t sem, rt_int32_t time);
首先创建结构体变量result，将信号量获取函数返回值赋予result，若result为RT-EOK，则成功获取信号量。
参数说明：
线程通过调用该函数获取信号量来获得信号量资源实例，当信号量值大于零时，线程将获得信号量， 并且相应的信号量值会减 1；如果信号量的值等于零，那么说明当前信号量资源实例不可用，申请 该信号量的线程将根据 time 参数的情况选择直接返回、或挂起等待一段时间、或永久等待，直到其他线程或中断释放该信号量。
解释：sem为信号量对应指针，本文中为dynamic_sem，参数time为等待时间，根据设定不同的等待时间，线程会执行三种不同的操作：
- 参数值为零，则函数会直接返回。
- 参数值不为零，则会等待设定的时间。
- 参数值为最大时钟节拍数（RT_WAITING_FOREVER），则会永久等待，直到其他线程或中断释放该信号量
无等待信号量获取API
rt_sem_trytake ( rt_sem_t sem )
参数sem为信号量指针句柄
当使用此函数时，线程不再等待，如果线程无法获取信号量，则直接返回错误码，反之则获取成功。
4.信号量的释放
信号量释放API
rt_sem_release ( rt_sem_t sem )
该函数将释放一个信号量，当信号量的值等于零时，并且有线程等待这个信号量时， 释放信号量将唤醒等待在该信号量线程队列中的第一个线程，由它获取信号量；否则 将把信号量的值加一。
5.实际使用
#include <rtthread.h>
static rt_sem_t dynamic_sem = RT_NULL; //定义线程指针
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE) //指针格式对齐
void count(void *parameter)
{
static int value=0;
while(value<10){
value++;
rt_thread_mdelay(1500); //每隔1.5s释放一次信号量
rt_kprintf("count release xinhao\n");
rt_sem_release(dynamic_sem); //信号量释放
}
}
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
void result(void *parameter)
{
static rt_err_t getxinhao ; //信号量获取返回值
static int number=0;
while(1){ //循环打印
getxinhao=rt_sem_take (dynamic_sem, RT_WAITING_FOREVER); //信号量获取
if (getxinhao==RT_EOK) { //获取到信号量则加1
number++;
rt_kprintf("number=%d\n",number);
}
else { //获取信号量失败则打印失败
rt_kprintf("xinhao get failed");
rt_sem_delete(dynamic_sem);
return;
}
}
}
int main(){
dynamic_sem= rt_sem_create ("xinhao1",0,RT_IPC_FLAG_FIFO ) ; //创建信号量xinhao1，最大访问数目1，线程等待队列为先进先出模式
if (dynamic_sem!= RT_NULL)
{
rt_kprintf("xinhao create done"); //信号量创建成功标志
}
else {
rt_kprintf("xinhao create failed");
}
static rt_thread_t count2 = RT_NULL ;
count2= rt_thread_create("count", //线程名称
count, //线程入口函数
RT_NULL, //参数
1024, //线程栈
25, //优先级
5); //时间片
if (count2 != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(count2); //线程创建成功则开启线程
}
else{
rt_kprintf ("count failed\n") ;
}
static rt_thread_t result2 = RT_NULL ;
result2= rt_thread_create("result", //线程名称
result, //线程入口函数
RT_NULL, //参数`
1024, //线程栈
24, //优先级
5); //时间片
if (result2 != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(result2); //线程创建成功则开启线程
}
else{
rt_kprintf ("result failed\n") ;
}
return 0;
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(main, task1);
参考官方示例编写，官方为创建两个静态线程和一个动态信号量，由于实际使用中动态线程使用较多，做了一些修改，实际烧录后效果与官方例程相同
每隔1.5s释放一次信号量，串口输出一次number数值，间隔输出count release xinhao，共十次
