关于POSIX信号量非公平语义的设计原因及适用场景的技术问询

我正试图理解信号量（semaphore）的语义，以下是一段示例代码：

#include <semaphore.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

sem_t sem;

void *helper(void *arg) {
    sem_wait(&sem);
    printf("helper woke up\n");
    return NULL;
}

int main() {
    sem_init(&sem, 0, 0);
    pthread_t tid;
    pthread_create(&tid, NULL, helper, NULL);
    sleep(1);
    sem_post(&sem);
    sem_wait(&sem);
    printf("main woke up\n");
    exit(0);
}

这段代码中，主线程main创建辅助线程helper，休眠1秒确保helper已运行并等待在信号量sem上，随后连续执行sem_post和sem_wait操作。根据POSIX标准中的描述：

If the value of the semaphore resulting from this operation is zero, then one of the threads blocked waiting for the semaphore shall be allowed to return successfully from its call to sem_wait().

我预期会打印“helper woke up”，但在Linux上运行时通常输出“main woke up”，说明Linux默认信号量是非公平的。

我的问题是：

• 为何这种非公平行为被允许？仅“实现更简单”无法解释该语义设计的合理性。
• Oracle Java文档提到非公平信号量在部分场景更适用，请问具体哪些场景适合使用非公平信号量？希望获取相关详细技术资料。

注：请不要聚焦sleep(1)，假设helper已处于等待信号量的状态，核心关注信号量语义问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Josh Levi