std::latch 是一次性倒计时门闩,初始值N次count_down()后所有wait()返回且不可重置;std::barrier 是可重复使用的同步栅栏,每轮arrive_and_wait()后自动重置并支持回调。

std::barrier 和 std::latch 是 C++20 引入的两个轻量级线程同步原语,用于协调多个线程在某个点上等待或计数到达。它们比 std::mutex + std::condition_variable 更简洁、更高效,适用于“所有线程到齐才继续”这类场景。
std::latch:一次性倒计时门闩
它像一个只能减不能增的计数器,初始值为 N,每次调用 count_down() 减 1;当计数归零后,所有阻塞在 wait() 的线程被唤醒,且之后所有 wait() 立即返回(不可重置)。
适用场景:主线程启动多个工作线程,等它们全部初始化完成后再统一开始执行;或等一组异步任务全部结束。
常见用法:
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- 构造时指定初始计数值:
std::latch done(4);表示需等待 4 次count_down - 工作线程完成时调用
done.count_down(); - 主线程调用
done.wait();阻塞直到计数为 0 - 支持带超时的等待:
done.try_wait_for(500ms)或try_wait_until(...)
std::barrier:可重复使用的同步栅栏
和 latch 类似,但支持重复使用。每次所有线程都调用 arrive_and_wait() 后,计数归零并触发一次“释放”,然后自动重置为初始值,等待下一轮。
适用场景:多轮并行计算(如迭代算法)、流水线阶段同步、每轮都需要全体线程到齐再推进。
常见用法:
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- 构造:
std::barrier sync(4);表示每轮需 4 个线程抵达 - 每个线程调用
sync.arrive_and_wait();—— 到达并等待其他线程 - 也可拆成两步:
sync.arrive();+sync.wait();(适合需要在抵达后做点事再等) - 支持自定义到达后的回调函数(仅执行一次,由最后一个抵达的线程调用):
std::barrier sync(4, []{ std::cout
两者关键区别
根本差异在于“是否可重用”和“谁负责唤醒”:
-
latch是单次、被动式:只减不增,归零即永久打开,wait()由外部线程调用 -
barrier是多次、协作式:每轮自动重置,arrive_and_wait()自带等待语义,且最后一人可触发回调 -
latch更适合“启动信号”或“结束信号”;barrier更适合“循环同步点” - 二者都不拥有线程所有权,也不管理线程生命周期,需配合
std::thread或其它执行单元使用
简单例子:并行初始化 + 多轮计算
假设 4 个线程加载数据,完成后一起执行 3 轮处理:
// 初始化阶段用 latchstd::latch init_done(4);
// 每个线程加载完调 init_done.count_down();init_done.wait(); // 主线程等全部就绪
// 计算阶段用 barrierstd::barrier round_sync(4);
// 每轮中每个线程末尾调 round_sync.arrive_and_wait();
基本上就这些。不复杂但容易忽略的是:它们都要求参与线程数量固定且已知,不适合动态增删线程的场景;若需更灵活控制,还是得回到 condition_variable 或封装更高层的同步机制。










