C 20?新特性的小細(xì)節(jié)

之前整理過一篇C 20新特性的文章全網(wǎng)首發(fā)??！C 20新特性全在這一張圖里了，里面提到過latch、barrier和semaphore，但是沒有詳細(xì)介紹過三者的作用和區(qū)別，這里詳細(xì)介紹下。

latch

這個(gè)可能大多數(shù)人都有所了解，這就是我們經(jīng)常會(huì)用到的CountDownLatch。用于使一個(gè)線程先阻塞，等待其他線程完成各自的工作后再繼續(xù)執(zhí)行。

CountDownLatch是通過計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)，計(jì)數(shù)器的初始值為線程的數(shù)量。每當(dāng)一個(gè)線程完成了自己的任務(wù)后，計(jì)數(shù)器的值就會(huì)減1。當(dāng)計(jì)數(shù)器值到達(dá)0時(shí)，它表示所有的線程已經(jīng)完成了任務(wù)，然后等待的線程就可以打斷阻塞去繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。

自己之前實(shí)現(xiàn)過一個(gè)CountDownLatch，源碼大概這樣：

CountDownLatch::CountDownLatch(int32_t?count)?:?count_(count)?{}

void?CountDownLatch::CountDown()?{??
????std::unique_lock?lock(mutex_);????
????--count_;????
????if?(count_?==?0)?{???????
????????cv_.notify_all();???
????}
}
void?CountDownLatch::Await(int32_t?time_ms)?{???
????std::unique_lock?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?lock(mutex_);?
????return?count_;
}


barrier

許多線程在阻塞點(diǎn)阻塞，當(dāng)?shù)竭_(dá)阻塞點(diǎn)的線程達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，會(huì)執(zhí)行完成的回調(diào)，然后解除所有相關(guān)線程的阻塞，然后重置線程計(jì)數(shù)器，繼續(xù)開始下一階段的阻塞。

假設(shè)有很多線程并發(fā)執(zhí)行，并在一個(gè)循環(huán)中執(zhí)行一些計(jì)算。進(jìn)一步假設(shè)一旦這些計(jì)算完成，需要在線程開始其循環(huán)的新迭代之前對(duì)結(jié)果進(jìn)行一些處理。

看以下示例代碼（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?=?"...?done\n";??
??};??
??std::barrier?sync_point(std::ssize(workers),?on_completion);??
??
??auto?work?=?[