std::counting_semaphore<LeastMaxValue>::acquire
来自cppreference.com
< cpp | thread | counting semaphore
| void acquire(); |
(C++20 起) | |
原子地，若内部计数器大于 0 则尝试将它减少 1；否则阻塞直至它大于 0 且能成功减少内部计数器。
前条件
（无）
参数
（无）
异常
可能抛出 std::system_error。
示例
此示例可视化数个随机化线程的并发作业，不多于 N 个线程函数活跃，而其他则在信号量上等待（N 为信号量 desired 值）。
运行此代码
#include <array> #include <chrono> #include <cstddef> #include <iomanip> #include <iostream> #include <mutex> #include <new> #include <random> #include <semaphore> #include <thread> #include <vector> using namespace std::literals; constexpr std::size_t max_threads{10U}; // 更改并查看效果 constexpr std::ptrdiff_t max_sema_threads{3}; // 对二元信号量为 {1} std::counting_semaphore semaphore{max_sema_threads}; constexpr auto time_tick{10ms}; unsigned rnd() { static std::uniform_int_distribution<unsigned> distribution{2U, 9U}; // [延迟] static std::random_device engine; static std::mt19937 noise{engine()}; return distribution(noise); } class alignas(std::hardware_destructive_interference_size) Guide { inline static std::mutex cout_mutex; inline static std::chrono::time_point<std::chrono::high_resolution_clock> started_at; unsigned delay{rnd()}, occupy{rnd()}, wait_on_sema{}; public: static void start_time() { started_at = std::chrono::high_resolution_clock::now(); } void initial_delay() { std::this_thread::sleep_for(delay * time_tick); } void occupy_sema() { wait_on_sema = static_cast<unsigned>(std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>( std::chrono::high_resolution_clock::now() - started_at - delay * time_tick).count() / time_tick.count()); std::this_thread::sleep_for(occupy * time_tick); } void visualize(unsigned id, unsigned x_scale = 2) const { auto cout_n = [=](auto str, unsigned n) { for (n *= x_scale; n-- > 0; std::cout << str) ; }; std::lock_guard lk{cout_mutex}; std::cout << '#' << std::setw(2) << id << ' '; cout_n("░", delay); cout_n("▒", wait_on_sema); cout_n("█", occupy); std::cout << '\n'; } static void show_info() { std::cout << "\n线程数: " << max_threads << ", 吞吐量: " << max_sema_threads << " │ 凡例: 初始延迟 ░░ │ 等待状态 ▒▒ │ 信号量占据 ██ \n" << std::endl; } }; std::array<Guide, max_threads> guides; void workerThread(unsigned id) { guides[id].initial_delay(); // 模拟获取信号量前的某些工作 semaphore.acquire(); // 等待直至空信号量槽位可用 guides[id].occupy_sema(); // 模拟获取信号量时的某些工作 semaphore.release(); guides[id].visualize(id); } int main() { std::vector<std::jthread> threads; threads.reserve(max_threads); Guide::show_info(); Guide::start_time(); for (auto id{0U}; id != max_threads; ++id) threads.push_back(std::jthread(workerThread, id)); }
可能的输出：
缺省情况: max_threads{10U}, max_sema_threads{3}
线程数: 10, 吞吐量: 3 │ 凡例: 初始延迟 ░░ │ 等待状态 ▒▒ │ 信号量占据 ██
# 1 ░░░░██████
# 2 ░░░░████████
# 5 ░░░░░░██████████
# 8 ░░░░░░░░░░░░████████████
# 9 ░░░░░░░░░░░░██████████████
# 7 ░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒████████████████
# 4 ░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒████████
# 6 ░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒██████████████████
# 3 ░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒████████████
# 0 ░░░░░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒██████████████
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
“每人都有”的情况（没有等等状态！）: max_threads{10U}, max_sema_threads{10}
线程数: 10, 吞吐量: 10 │ 凡例: 初始延迟 ░░ │ 等待状态 ▒▒ │ 信号量占据 ██
# 4 ░░░░██████
# 5 ░░░░░░████
# 3 ░░░░██████████
# 1 ░░░░██████████
# 8 ░░░░░░░░████████████
# 6 ░░░░░░░░░░░░░░░░██████
# 7 ░░░░░░░░░░░░░░░░██████
# 9 ░░░░░░░░░░░░░░░░██████████
# 0 ░░░░░░░░░░░░██████████████████
# 2 ░░░░░░░░░░░░░░░░░░████████████
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
二元信号量的情况: max_threads{10U}, max_sema_threads{1}
线程数: 10, 吞吐量: 1 │ 凡例: 初始延迟 ░░ │ 等待状态 ▒▒ │ 信号量占据 ██
# 6 ░░░░████
# 5 ░░░░▒▒▒▒████
# 4 ░░░░░░░░░░▒▒██████████
# 7 ░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒████████████████
# 2 ░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒██████
# 3 ░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒████████████████
# 0 ░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒████████████
# 1 ░░░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒████████
# 8 ░░░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒██████
# 9 ░░░░░░░░░░░░░░░░░░▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒██████████████