C++中， barrier的使用

barrier

在 C++20 中引入了 std::barrier 类（C++17中是 std::experimental::barrier），它是一种同步原语，用于在线程间同步和协调。std::barrier 可以在一组线程中设置一个栅栏（barrier），使得这些线程在执行到栅栏之前必须等待所有其他线程都到达栅栏，然后一起继续执行。这种行为对于一些并行算法或任务分解中的同步非常有用。

以下是 std::barrier 类的基本用法：

#include 
#include 
#include 
#include 

void thread_func(std::barrier* bar) {
    // 线程执行一些任务
    std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << " is doing some work." << std::endl;

    // 等待所有线程到达栅栏
    bar->arrive_and_wait();

    // 所有线程到达栅栏后，继续执行后续任务
    std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << " continues working after barrier." << std::endl;
}

int main() {
    constexpr int num_threads = 4;
    std::vector<std::thread> threads;
    std::barrier bar(num_threads); // 创建一个栅栏，指定需要等待的线程数量

    // 创建线程并执行线程函数
    for (int i = 0; i < num_threads; ++i) {
        threads.emplace_back(thread_func, &bar);
    }

    // 等待所有线程执行完毕
    for (auto& t : threads) {
        t.join();
    }

    return 0;
}

在这个示例中，我们首先创建了一个 std::barrier 对象 bar，并指定了需要等待的线程数量。然后，我们创建了多个线程，并将 bar 的地址作为参数传递给每个线程的线程函数。在线程函数中，每个线程都会执行一些任务，并在执行完任务后调用 arrive_and_wait 函数等待其他线程到达栅栏。当所有线程都到达栅栏后，它们会一起继续执行后续任务。

需要注意的是，std::barrier 类是在 C++20 中引入的，因此只有支持 C++20 的编译器才能使用它。

barrier和latch的异同

std::barrier 和 std::latch 都是 C++20 中引入的同步原语，用于在线程间进行同步和协调，但它们有一些不同之处：

1. 功能：

   • std::barrier：用于在一组线程中设置一个栅栏，使得所有线程必须等待其他所有线程到达栅栏之后，才能一起继续执行。
   • std::latch：用于在一组线程中设置一个等待点，使得所有线程必须等待计数器归零之后，才能一起继续执行。

2. 创建方式：

   • std::barrier：需要指定需要等待的线程数量，并且可以选择性地指定一个回调函数，用于在所有线程到达栅栏时执行。
   • std::latch：需要指定计数器的初始值，并且计数器不可修改。

3. 使用方式：

   • std::barrier：线程在执行到栅栏时调用 arrive_and_wait 函数等待其他线程到达栅栏，并且可以选择性地指定一个回调函数，用于在所有线程到达栅栏时执行。在所有线程到达栅栏之后，栅栏会自动重置，可以再次使用。
   • std::latch：线程通过调用 count_down 函数来减少计数器的值，当计数器归零时，所有线程都可以继续执行。计数器的值不能增加或重置，一旦归零，就无法再次使用。

综上所述，std::barrier 和 std::latch 都是用于在线程间进行同步和协调的工具，但是它们的功能和使用方式有一些不同。选择合适的同步原语取决于你的具体需求。