C++11 实现简单的信号量

众所周知C++11并没有给我们提供什么好用一点的并发组件，委员会非常慷慨地给我们留了一堆空白，直到C++20才把这些并发组件给补上。

这里用条件变量和mutex实现一个非常简单的信号量。

首先我们要知道什么是信号量：

信号量是一个持有一个计数器cnt，并且支持 up 和 down 操作的同步器。

up增加cnt变量，并在cnt变量大于0的时候唤醒一个线程，并不会去堵塞线程。

down操作则是反着来，down操作减少cnt变量，并在cnt变量小于0的时候堵塞执行down操作的线程。

class Semaphore{
  int cnt;
  void up(){}
  void down(){}
}

于是我们写的信号量的一个框架就出来了。

首先要注意到的一点是，由于up和down操作都是要修改cnt，而在多线程程序中，只要修改可变变量就必定要加锁，所以我们的up和down操作都需要加锁，这里使用最简单直白的方法加锁。

std::mutex mtx;
std::unique_lock<std::mutex> lock{mtx}

唤醒线程和阻塞线程我们这里就选用条件变量，因为条件变量的wait 和notify_one非常符合要求。

首先是up操作

void Semaphore::up(){
    std::unique_lock<std::mutex> lock{mtx};
    cnt++;
    cv.notify_one();
}

其次是down操作

void Semaphore::down(){
    std::unique_lock<std::mutex> lock{mtx};
    cv.wait(lock, [this]{return cnt > 0;});
    cnt--;
}