为什么信号量中同步信号量位于互斥信号量的外层？

Question

在看信号量解决生产者消费者问题的代码时，有个疑问：为什么同步信号量位于互斥信号量的外层？

生产者代码：

down(&empty);
down(&mutex);
insert_item(item);
up(&mutex);
up(&full);

消费者代码：

down(&full);
down(&mutex);
item = remove_item();
up(&mutex);
up(&empty);
consume_item(item);

这两段代码都是：先down同步信号量empty/full，再down互斥信号量mutex，然后释放mutex，最后释放full/empty。为什么顺序必须要这样呢？
能不能先down互斥信号量mutex，再down同步信号量empty/full，然后释放full/empty，最后释放mutex？

Answer 1

先down mutex会发生死锁。
假设先down mutex，如果当前当前不为空，即empty为0，full为1，生产者和消费者有且只有一个会down成功，假如生产者down mutex成功，则它会阻塞在down empty，等待消费者消费。而另一端的消费者又在等待down mutex，这样就会发生死锁。
反过来如果生产者先down empty，就会阻塞在这里，消费者down full和down mutex都会成功，然后up empty，然后生产者就能往下执行了。