C++

同步原语

graph LR SP(同步原语 Sync Primitives) ---> std::mutex SP ---> std::condition_variable SP ---> std::counting_semaphore SP ---> std::barrier SP ---> std::latch

mutex

condition_variable

condition variable

semaphore

counting_semaphore 

1
2
3

std::counting_semaphore<10> sem(5); // 最多允许10个线程同时访问，目前假设有5个访问
sem.acquire(); // 等待信号量
sem.release(); // 释放信号量
计数器值范围 acquire() 行为 release() 行为
计数器 = 0 阻塞直到新的 release()，
计数器不变=0		 立即成功，
计数器+1
0 < 计数器 < max 立即成功，
计数器-1		 立即成功，
计数器+1
计数器 = max 立即成功，
计数器-1		 计数器不变=max，
超出的增量会导致未定义行为

binary_semaphore

相当于 std::counting_semaphore<1>

latch 

1
2
3

std::latch completion_latch(3); // 等待3次计数
completion_latch.count_down();  // 减少计数
completion_latch.wait();        // 阻塞直到计数为0

barrier 

1
2

std::barrier sync_point(4); // 等待4个线程到达
sync_point.arrive_and_wait(); // 线程在此同步
C++20 同步原语总结

barrier $\subseteq$ latch $\subseteq$ semaphore