C++20提供了信号量semaphore，可用作其他同步机制（如mutex，latch，barrier）的构件块。

信号量

简介

一个信号量由一个表示很多插槽的计数器组成。计数器在构造函数中初始化。如果获得一个插槽，计数器减少；释放插槽计数器增加。

在<semaphore>中定义了两个semaphore类：std::counting_semaphore和binary_semaphore。前者是非负资源计数；后者是只有一个插槽，且该插槽要么是空的要么不是，适合作为互斥的构件块。

常用方法

常用方法如下：

• acquire()：递减计数器。当计数器为零时阻塞，直到计数器再次递增。
• try_acquire()：尝试递减计数器。计数器为零时不会阻塞，如果递减了就返回true，否则返回false。
• try_acquire_for()：在给定时间段内尝试递减计数器。
• try_acquire_until()：一直尝试递减计数器，直到到达给定时间。
• release()：计数器增加一个给定的数，并解除在acquire()调用中线程的阻塞。

例子

例如下面代码将允许最多4个线程并行运行：

counting_semaphore semaphore(4);
vector<jthread> threads;

for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
	threads.push_back(jthread([&semaphore]
	{
		semaphore.acquire();
		// 最多允许4个线程并行运行
		semaphore.release();
	}));
}

信号量的另一个用例是为线程实现通知机制。例如可在其构造函数中将信号量的计数器初始化为0，任何调用acquire()的线程都会阻塞，直到其他线程对信号量调用release()。

参考资料

• C++20高级编程