概念
Semaphore分為單值和多值兩種，前者只能被一個執行緒獲得，後者可以被若干個執行緒獲得。
以一個停車場是運作為例。為了簡單起見，假設停車場只有三個車位，一開始三個車位都是空的。這時如果同時來了五輛車，看門人允許其中三輛不受阻礙的進入，然後放下車攔，剩下的車則必須在入口等待，此後來的車也都不得不在入口處等待。這時，有一輛車離開停車場，看門人得知後，打開車攔，放入一輛，如果又離開兩輛，則又可以放入兩輛，如此往復。
在這個停車場系統中，車位是公共資源，每輛車好比一個執行緒，看門人起的就是信號量的作用。
更進一步，信號量的特性如下：信號量是一個非負整數（車位數），所有通過它的執行緒（車輛）都會將該整數減一（通過它當然是為了使用資源），當該整數值為零時，所有試圖通過它的執行緒都將處於等待狀態。在信號量上我們定義兩種操作： Wait（等待） 和 Release（釋放）。 當一個執行緒調用Wait（等待）操作時，它要么通過然後將信號量減一，要么一直等下去，直到信號量大於一或逾時。Release（釋放）實際上是在信號量上執行加操作，對應於車輛離開停車場，該操作之所以叫做“釋放”是因為加操作實際上是釋放了由信號量守護的資源。
在java中，還可以設定該信號量是否採用公平模式，如果以公平方式執行，則執行緒將會按到達的順序（FIFO）執行，如果是非公平，則可以後請求的有可能排在佇列的頭部。
JDK中定義如下：
Semaphore(int permits, boolean fair) 創建具有給定的許可數和給定的公平設定的Semaphore。
信號標
信號量（英語：Semaphore）又稱為 信號量、 旗語，是一個同步對象，用於保持在0至指定最大值之間的一個計數值。當執行緒完成一次對該semaphore對象的等待（wait）時，該計數值減一；當執行緒完成一次對semaphore對象的釋放（release）時，計數值加一。當計數值為0，則執行緒等待該semaphore對象不再能成功直至該semaphore對象變成signaled狀態。semaphore對象的計數值大於0，為signaled狀態；計數值等於0，為nonsignaled狀態.
semaphore對象適用於控制一個僅支持有限個用戶的共享資源，是一種不需要使用忙碌等待（busy waiting）的方法。
信號量的概念是由荷蘭計算機科學家艾茲赫爾·戴克斯特拉（Edsger W. Dijkstra）發明的，廣泛的套用於不同的作業系統中。在系統中，給予每一個進程一個信號量，代表每個進程目前的狀態，未得到控制權的進程會在特定地方被強迫停下來，等待可以繼續進行的信號到來。如果信號量是一個任意的整數，通常被稱為計數信號量（Counting semaphore），或一般信號量（general semaphore）；如果信號量只有二進制的0或1，稱為二進制信號量（binary semaphore）。在linux系統中，二進制信號量（binary semaphore）又稱互斥鎖（Mutex）。
語法
計數信號量具備兩種操作動作，之前稱為 V（又稱signal()）與 P（wait()）。 V操作會增加信號量 S的數值，P操作會減少它。
運作方式：
初始化，給與它一個非負數的整數值。
運行 P（wait()），信號量S的值將被減少。企圖進入臨界區塊的進程，需要先運行 P（wait()）。當信號量S減為負值時，進程會被擋住，不能繼續；當信號量S不為負值時，進程可以獲準進入臨界區塊。
運行 V（又稱signal()），信號量S的值會被增加。結束離開臨界區塊的進程，將會運行 V（又稱signal()）。當信號量S不為負值時，先前被擋住的其他進程，將可獲準進入臨界區塊。
1.初始化，給與它一個非負數的整數值。
2.運行 P（wait()），信號量S的值將被減少。企圖進入臨界區塊的進程，需要先運行 P（wait()）。當信號量S減為負值時，進程會被擋住，不能繼續；當信號量S不為負值時，進程可以獲準進入臨界區塊。
3.運行 V（又稱signal()），信號量S的值會被增加。結束離開臨界區塊的進程，將會運行 V（又稱signal()）。當信號量S不為負值時，先前被擋住的其他進程，將可獲準進入臨界區塊。
Windows API提供的semaphore
執行緒使用CreateSemaphore或CreateSemaphoreEx函式創建一個semaphore對象。此時可以指定semaphore的當前計數值與計數值上限；也可指定semaphore對象的名字。其他進程中的執行緒可以指出已存在的semaphore對象的名字通過調用OpenSemaphore函式打開它。
如果多個執行緒在等待一個semaphore對象，不保證按照先進先出(FIFO)順序調度這些等待執行緒。外部事件，如核心模式的異步過程調用可改變等待順序。
在semaphore對象為signaled狀態時，等待函式返回會把該semaphore對象計數值減1。函式ReleaseSemaphore把semaphore對象的計數值增加指定的值。任何執行緒，哪怕它沒有等待完成過該semaphore對象，也可以使用ReleaseSemaphore來增加semaphore對象的計數。如果ReleaseSemaphore導致對象計數值超過上限，則該函式調用失敗，返回298號錯誤：“Too many posts were made to a semaphore”。
一個執行緒多次等待同一個semaphore對象，每次等待操作完成都會降低semaphore對象計數值（直至計數值為0時該執行緒阻塞）。然而，通過multiple-object等待函式使用一個數組包含著同一個semaphore對象的多個句柄，不能實現對這個semaphore對象計數值的多次下降。
用完semaphore對象後，調用CloseHandle函式關閉它。semaphore對象的最後一個句柄被關閉後，作業系統會摧毀它。關閉semaphore並不影響它的計數值。因此，關閉semaphore前或者進程終止前，要確保已經正確調用過ReleaseSemaphore。否則，掛起等待該semaphore對象的執行緒會永久阻塞或逾時返回 。
