C++20新特性的小细节-技术圈

之前我整理过一篇C++20新特性的文章全网首发！！C++20新特性全在这一张图里了，里面提到过latch、barrier和semaphore，但是没有详细介绍过三者的作用和区别，这里详细介绍下。

latch

这个可能大多数人都有所了解，这就是我们经常会用到的CountDownLatch。用于使一个线程先阻塞，等待其他线程完成各自的工作后再继续执行。

CountDownLatch是通过计数器实现，计数器的初始值为线程的数量。每当一个线程完成了自己的任务后，计数器的值就会减1。当计数器值到达0时，它表示所有的线程已经完成了任务，然后等待的线程就可以打断阻塞去继续执行任务。

自己之前实现过一个CountDownLatch，源码大概这样：

CountDownLatch::CountDownLatch(int32_t count) : count_(count) {}
void CountDownLatch::CountDown() {    std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);    --count_;    if (count_ == 0) {        cv_.notify_all();    }}
void CountDownLatch::Await(int32_t time_ms) {    std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);    while (count_ > 0) {        if (time_ms > 0) {            cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(time_ms));        } else {            cv_.wait(lock);        }    }}
int32_t CountDownLatch::GetCount() const {    std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex_);    return count_;}

barrier

许多线程在阻塞点阻塞，当到达阻塞点的线程达到一定数量时，会执行完成的回调，然后解除所有相关线程的阻塞，然后重置线程计数器，继续开始下一阶段的阻塞。

假设有很多线程并发执行，并在一个循环中执行一些计算。进一步假设一旦这些计算完成，需要在线程开始其循环的新迭代之前对结果进行一些处理。

看以下示例代码（摘自cppreference）：

#include #include #include #include #include  int main() {  const auto workers = { "anil", "busara", "carl" };   auto on_completion = []() noexcept {     // locking not needed here    static auto phase = "... done\n" "Cleaning up...\n";    std::cout << phase;    phase = "... done\n";  };  std::barrier sync_point(std::ssize(workers), on_completion);   auto work = [&](std::string name) {    std::string product = "  " + name + " worked\n";    std::cout << product;  // ok, op<< call is atomic    sync_point.arrive_and_wait();     product = "  " + name + " cleaned\n";    std::cout << product;    sync_point.arrive_and_wait();  };   std::cout << "Starting...\n";  std::vector<std::thread> threads;  for (auto const& worker : workers) {    threads.emplace_back(work, worker);  }  for (auto& thread : threads) {    thread.join();  }}

可能的输出如下：

Starting...  anil worked  carl worked  busara worked... doneCleaning up...  busara cleaned  carl cleaned  anil cleaned... done

semaphore

信号量，这个估计大家都很熟悉，本质也是个计数器，主要有两个方法：

acquire()：递减计数器，当计数器为零时阻塞，直到计数器再次递增。
release()：递增计数器（可传递具体数字），并解除在acquire调用中的线程的阻塞。

示例代码如下：

#include #include #include #include 
std::binary_semaphore  smphSignalMainToThread(0),  smphSignalThreadToMain(0); void ThreadProc() {    smphSignalMainToThread.acquire();  std::cout << "[thread] Got the signal\n"; // response message  using namespace std::literals;  std::this_thread::sleep_for(3s);   std::cout << "[thread] Send the signal\n"; // message  smphSignalThreadToMain.release();} int main() {  std::thread thrWorker(ThreadProc);  std::cout << "[main] Send the signal\n"; // message   smphSignalMainToThread.release();   smphSignalThreadToMain.acquire();   std::cout << "[main] Got the signal\n"; // response message  thrWorker.join();}输出如下：[main] Send the signal[thread] Got the signal[thread] Send the signal[main] Got the signal

信号量也可以当作条件变量使用，这个我估计大家应该知道怎么做。

打完收工。

点个在看你最看