在裸机开发中，大家是不是经常使用标志位、锁机制、计数值等来判断某段程序是否应该执行呢？其实此处的信号量与之功能上类似。
信号量
信号量(Semaphore），是一种实现任务间通信的机制，可以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。在多任务系统中，信号量可以为各个需要同步或互斥的任务之间实现临界资源的保护。 信号量的分类：
- 二值信号量
二值信号量，可认为其是长度为1的队列，其既可以用于临界资源访问，也可以用于同步功能。
当其用于临界资源访问时，与互斥信号量类似。
当其作为用于同步时，常用于中断与任务、任务与任务间的同步，其处理类似裸机开发时，改变中断中某二值变量(
True/False)导致在while(1)循环中轮询不同的任务。
二值信号量访问示意图
- 计数信号量 如果说二值信号量的队列长度为1，那么计数信号量的队列长度就是一个大于0的值。 计数信号量，用于计数，常用于事件计数与资源管理。在创建使用时，先定义计数信号量最大值，然后每次事件或中断发生时，就释放一个信号量(也就是可用信号量减1)，等到事件或中断处理完毕后归还一个信号量(也就是可用信号量加1)。当可用信号量的值等于最大信号量时，事件或中断就无法访问信号量，只有等可用信号量值大于0时才能访问。 这就类似，某停车场中一共有100个停车位，每次进入一辆车停放在该地，那么停车场内的可用车位就会以1为被减数持续减少；每当有一辆车驶出该停车场时，停车场内可用车位就会以1位被加数持续增加。倘若使出车辆未增加可用车位数量，那么可用车位数就会持续减少，一旦可用车位的数量小于0，即使停车场让小车进入，那么该车也没处可放，因此，每使出一辆车，可用车位数值就要加1（归还可用信号量）。
- 互斥信号量
互斥信号量其实是特殊的二值信号量，其具有优先级继承机制（其实质就是提高任务优先级），从而使它更适用于简单互锁，也就是保护临界资源，常见的互斥信号量有互斥锁。
当互斥信号量值域为
0与1时，互斥信号量在功能上就类似于二值信号量，因此互斥信号量可以说是特殊的二值信号量。 - 递归信号量 递归信号量，从字面意思上来看，就是可以重复获取调用的。按照信号量的特性，每使用一个可用信号量数量就会减少一个；但递归就是一个特殊情况，对于已经获取递归互斥量的任务可以重复获取该递归互斥量，该任务拥有递归信号量的所有权。 需要注意的是：任务获取递归信号量的次数要与返还次数相同，在本任务返回递归信号量前信号量都处于无效状态，即其他任务无法访问，此时只有递归信号量所持有的任务才能获取与释放。
相关函数解析
下面是对相关函数参数的详细解释：
1. 创建信号量
xSemaphoreCreateBinary()
- 功能：创建一个二值信号量。
- 参数：无参数。
- 返回值：返回一个
SemaphoreHandle_t类型的句柄，用于后续的信号量操作。
xSemaphoreCreateCounting( UBaseType_t uxMaxCount, UBaseType_t uxInitialCount )
- 功能：创建一个计数信号量。
- 参数：
uxMaxCount：信号量的最大计数，表示信号量可以计数的最大值。uxInitialCount：信号量的初始计数，表示信号量创建时的可用数量。
- 返回值：返回一个
SemaphoreHandle_t类型的句柄，用于后续的信号量操作。
2. 等待（获取）信号量
xSemaphoreTake( SemaphoreHandle_t xSemaphore, TickType_t xTicksToWait )
- 功能：等待（获取）信号量。
- 参数：
xSemaphore：信号量的句柄，由xSemaphoreCreateBinary()或xSemaphoreCreateCounting()返回。xTicksToWait：等待信号量的时间，单位为系统时钟节拍（tick）。如果设置为portMAX_DELAY，则表示无限等待。
- 返回值：如果成功获取信号量，返回
pdTRUE；如果超时或失败，返回pdFALSE。
3. 释放信号量
xSemaphoreGive( SemaphoreHandle_t xSemaphore )
- 功能：释放信号量。
- 参数：
xSemaphore：信号量的句柄，由xSemaphoreCreateBinary()或xSemaphoreCreateCounting()返回。
- 返回值：如果成功释放信号量，返回
pdTRUE；如果失败，返回pdFALSE。
4. 递归信号量的获取和释放
xSemaphoreTakeRecursive( SemaphoreHandle_t xMutex, TickType_t xTicksToWait )
- 功能：递归获取信号量。
- 参数：
xMutex：递归信号量的句柄，必须先通过xSemaphoreCreateRecursiveMutex()创建。xTicksToWait：等待信号量的时间，单位为系统时钟节拍（tick）。如果设置为portMAX_DELAY，则表示无限等待。
- 返回值：如果成功获取信号量，返回
pdTRUE；如果超时或失败，返回pdFALSE。
xSemaphoreGiveRecursive( SemaphoreHandle_t xMutex )
- 功能：递归释放信号量。
- 参数：
xMutex：递归信号量的句柄，必须先通过xSemaphoreCreateRecursiveMutex()创建。
- 返回值：如果成功释放信号量，返回
pdTRUE；如果失败，返回pdFALSE。
5. 信号量的状态查询
xSemaphoreGetMutexHolder( SemaphoreHandle_t xMutex )
- 功能：查询互斥信号量的持有者。
- 参数：
xMutex：互斥信号量的句柄。
- 返回值：返回持有互斥信号量的任务的句柄，如果没有任务持有或信号量未被创建为互斥信号量，返回
NULL。
6. 信号量的删除
vSemaphoreDelete( SemaphoreHandle_t xSemaphore )
- 功能：删除信号量，释放相关资源。
- 参数：
xSemaphore：要删除的信号量的句柄。
- 返回值：无返回值，这是一个空操作函数。
这些函数是FreeRTOS中信号量操作的基本接口，通过这些接口可以实现任务间的同步和互斥。在实际使用中，需要根据具体的应用场景选择合适的信号量类型和操作。
注意事项
- 信号量超时：在等待信号量时，可以指定超时时间，如果在超时时间内信号量未变为可用，函数将返回失败。
- 优先级反转问题：在使用信号量时，可能会出现优先级反转的问题，需要通过优先级继承等机制来解决。
- 信号量滥用：过度使用信号量可能会导致系统性能下降，应合理设计同步机制。
