互斥鎖與號誌的差異：比較互斥與同步

適用於什麼情況

互斥鎖

多個執行緒會存取同一份資料，且同一時間只允許一個時。

號誌

想限制使用資源的執行緒數量，或想在發生某件事時喚醒執行緒時。

相關名詞的解說

互斥鎖（Mutex）

同一時間只有一個執行緒能持有的鎖。無法取得時讓執行緒休眠並讓出 CPU，鎖被釋放時由作業系統喚醒，是一般常見的實作。

號誌（Semaphore）

具有表示剩餘數量之計數器的同步機制。使用前減 1（若為 0 則等待），用完後加 1。用於管理可同時使用數量固定的資源。

自旋鎖（Spinlock）

以迴圈持續檢查鎖變數直到鎖被釋放來等待的鎖。等待時間短時很快，但等待期間仍持續佔用 CPU。

死結（Deadlock）

多個執行緒各自持有資源，並互相等待其他執行緒所持有的資源，使得誰都無法前進的狀態。可藉由全體統一取鎖順序來防止。

相關的比較

• 行程與執行緒的差異：比較記憶體、切換與使用時機以記憶體、建立成本、情境切換、通訊、隔離、同步與用途等面向，用表格比較行程與執行緒。
• CPU 與 GPU 的差異：結構、擅長的運算、用途比較從設計目的、核心數、執行模型、快取、記憶體頻寬、分支、資料傳輸與擅長的運算等面向，以表格比較 CPU 與 GPU。
• I2C、SPI、UART 的差異：佈線、速度、使用時機比較從佈線數量、時脈、速度、連接形態、位址、錯誤偵測與在微控制器上的主要用途等面向，以表格比較 I2C、SPI、UART。
• Verilog 與 VHDL 的差異：兩種硬體描述語言比較從來歷、語法、型別、大小寫、驗證功能、使用領域與選擇方式等面向，以表格比較 Verilog 與 VHDL。
• NVMe 與 SATA SSD 的差異：速度、介面、選擇方式從介面、速度、延遲、指令佇列、外型、耗電量、相容性、價格與適合的使用者等面向，以表格比較 NVMe 與 SATA 的 SSD。
• MCU與MPU的差異：微控制器與微處理器比較以整合度、時脈、記憶體、作業系統、即時性、耗電量、開機時間、成本與用途等面向，用表格比較MCU與MPU。