c++ - 使用互斥操作和原语实现信号量

Question

前段时间面试，被要求实现仅使用互斥操作和原语的信号量(他允许 int 被认为是原子的)。我在下面提出了解决方案。他不喜欢忙/等待部分 -- while (count >= size) {} -- 并要求通过使用更原始的方式来实现锁定类型和互斥体。我没有设法提出改进的解决方案。有什么想法可以做到吗？

struct Semaphore {
int size;
atomic<int> count;
mutex updateMutex;

Semaphore(int n) : size(n) { count.store(0); }

void aquire() {
    while (1) {
        while (count >= size) {}
        updateMutex.lock();
        if (count >= size) {
            updateMutex.unlock();
            continue;
        }
        ++count;
        updateMutex.unlock();
        break;
    }
}

void release() {
    updateMutex.lock();
    if (count > 0) {
        --count;
    } // else log err
    updateMutex.unlock();
}
};

Answer 1

我敢打赌，如果没有忙循环仅使用互斥锁，这是不可能实现的。

如果不是忙循环，你必须在某个地方阻塞。你唯一的阻塞原语是一个互斥体。因此，当信号量计数器为零时，您必须阻塞某些互斥体。您可以只能被该互斥锁的单个所有者唤醒。但是，每当任意线程返回信号量的计数器时，您应该醒来。

现在，如果允许使用条件变量，情况就完全不同了。