図1 セマフォを用いた排他制御（プロセスAとプロセスBが同じ資源を利用している例）
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Linuxで用いられる，一般的な排他制御の機構です。プロセスが利用する資源の排他処理などに利用されます。ちなみに「Semaphore」を日本語に訳すと，「腕木信号機」になります。
セマフォは，資源の個数を管理するカウンタ（整数値）です。排他制御が必要な資源ごとに1つのセマフォ（カウンタ）を用意し，そのセマフォには，初期値として資源の個数をセットします。
その資源を使った（獲得した）場合にはセマフォを「1」減らします。逆に資源を使い終わった（返却した）場合は，セマフォを「1」増やします。セマフォが「0」になった場合には，利用可能な資源がないことを示しています。
例えば，プロセスが資源を要求したときに，その資源のセマフォが「1」以上であれば資源を割り当てます。もし，セマフォが「0」であれば，使える資源がないので，割り当てないようにします。別のプロセスが使っていた資源が返却されることで，割り当てられる状態（セマフォが「1」以上）になったら，割り当てを開始します。こうすることで，資源の排他制御を実現します（図1）。
仕組みは簡単ですが，セマフォ自体に対しても排他制御が必要です。セマフォの値を増減できるのは，一度に1つの処理でなければなりません。
