Exclusão mútua utilizando semáforos

O semáforo é uma variável que fica associada a um recurso compartilhado, indicando quando este está sendo acessado por um outro processo. Ela terá seu valor alterado quando o processo entra e quando sai da região crítica de forma que se um outro processo entrar em sua região critica ele possa checar antes este valor para saber se o recurso esta ou não disponível. Quando o processo tiver seu acesso impedido, ele será colocado em uma fila de espera associada ao semáforo aguardando sua vez de utilizar o recurso. Todos os processos da fila terão acesso ao recurso na ordem de chegada. O semáforo pode ser usado também para implementar sincronizações condicionais. Isto consiste em um processo que necessita ser notificado sobre a ocorrência de um evento. Pode-se usar o semáforo para notificar este processo sobre a ocorrência deste evento.

Outro tipo de semáforo usado é SEMÁFORO CONSUMIDOR onde ele pode informar ao processo se o buffer está cheio ou está vazio.

SEMÁFORO CONTADOR é aquele que notifica os processos sobre o uso dos recursos. Sempre que um processo usa um recurso qualquer, este semáforo é incrementado e sempre que um processo liberar um recurso ele será decrementado. Este semáforo é útil para evitar que um processo entre na região crítica sem que hajam recursos disponíveis no sistema.
Passos para se implementar um semáforo em C/C++ (Posix)
Incluir o header da biblioteca semaphore.

#include <semaphore.h>

Criar o semáforo, neste exemplo chamado de teste;

sem_t teste; 

Inicialização do semáforo

sem_init(&teste, 0, 0);  

Função para (decrementar/aguardar)

sem_wait(&teste);  

Função para (incrementar/liberar)

sem_post(&teste);  

função para apagar o semáforo após a utilização

sem_destroy(&teste);

A funcionamento do semáforo é bastante simples de ser compreendida, se wait = 0 ele bloqueia, senão, libera o acesso. Quem estiver acessando, ou seja pegou o wait = 1, entra na região crítica e bloqueia, deixando wait =0, ao sair do processo, libera incrementando o valor de wait = 0 para 1 , utilizando post.

Exemplo:

void thread1()                          void thread2()
{                                       {
 sem_wait(&teste);                       sem_wait(&teste);

 regiao_critica;                         regiao_critica;

 sem_post(&teste);                       sem_post(&teste);
}                                       {