Semaphore세마포어

S = 1 (초기값)

프로세스 A:          프로세스 B:
P(S) → S=0 진입     P(S) → S=0 이므로 대기
... 임계 구역 ...
V(S) → S=1          대기 해제 → S=0 진입

S = 3 (DB 연결 풀 3개)

스레드1: P(S) → S=2  (접속 성공)
스레드2: P(S) → S=1  (접속 성공)
스레드3: P(S) → S=0  (접속 성공)
스레드4: P(S) → 대기 (풀 고갈)
스레드1: V(S) → S=1  스레드4 깨어남

import threading

semaphore = threading.Semaphore(3)  # 동시 접근 3개 허용

def worker(i):
    semaphore.acquire()  # P 연산 (wait)
    print(f"스레드 {i} 작업 중")
    # ... 공유 자원 접근 ...
    semaphore.release()  # V 연산 (signal)

threads = [threading.Thread(target=worker, args=(i,)) for i in range(10)]
for t in threads:
    t.start()

// Java
Semaphore semaphore = new Semaphore(3);

// 스레드 내부
semaphore.acquire();  // P 연산
try {
    // 임계 구역
} finally {
    semaphore.release();  // V 연산 (finally로 항상 해제 보장)
}

프로세스 A:    P(S1) → P(S2) → ...
프로세스 B:    P(S2) → P(S1) → ...

A가 S1 획득 후 S2 대기
B가 S2 획득 후 S1 대기
→ 서로 무한 대기 (데드락)

5명의 철학자, 5개의 젓가락
각자 왼쪽 + 오른쪽 젓가락 모두 필요
→ 모두 왼쪽만 잡으면 데드락!

buffer_size = 5
empty  = Semaphore(buffer_size)  # 빈 슬롯 수
full   = Semaphore(0)            # 채워진 슬롯 수
mutex  = Semaphore(1)            # 버퍼 접근 상호 배제

# 생산자
def producer():
    empty.acquire()   # 빈 공간 확인
    mutex.acquire()   # 버퍼 잠금
    buffer.append(item)
    mutex.release()
    full.release()    # 채워진 슬롯 증가

# 소비자
def consumer():
    full.acquire()    # 데이터 있는지 확인
    mutex.acquire()
    item = buffer.pop()
    mutex.release()
    empty.release()   # 빈 슬롯 증가