25|齐头并进,胜利会师:Barrier屏障
鸟窝

你好,我是鸟窝。
在上节课,我们已经了解了在生产者消费者场景中常用的同步原语——条件变量。这节课我们继续学习 Barrier,我们这里把它翻译成屏障。
在并发编程中,多个线程或进程协同工作以完成一项任务是很常见的。然而,在某些情况下,我们需要确保所有参与者都到达某个特定的“汇合点”后,才能继续执行。这时,Barrier(屏障)就派上了用场。
如果你是个体育爱好者,当你看田径比赛中百米赛跑或者跨栏比赛时,你会看到比赛前所有的运动员都会站在起跑线上,这就相当于一个屏障。等所有的运动员就位后,发令枪响起,运动员就可以跑起来了。
Barrier 就是这样一种同步原语,它允许一组线程或进程相互等待,直到所有成员都到达某个预定的点。
到达屏障的线程或进程会被阻塞,直到所有其他成员也到达。
一旦所有成员都到达,它们才能同时继续执行。
Barrier 内部维护一个计数器,初始化为参与者的数量。每个线程或进程到达屏障时,计数器减一。当计数器变为零时,表示所有参与者都已到达,屏障释放所有线程或进程。
Rust 标准库中 Barrier 是可重用的。也就是等所有的参与者都已经达到后, Barrier 又可以用来下一轮的等待了。

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1. Barrier(屏障)是并发编程中常用的同步原语,用于确保多个线程或进程在继续执行之前都到达某个特定的同步点。 2. Barrier内部维护一个计数器,初始化为参与者的数量,当所有参与者都到达时,计数器变为零,屏障释放所有线程。 3. Rust标准库中的Barrier是可重用的,通过`new`函数创建,并使用`wait`函数等待其他线程到达同步点。 4. Barrier可以进行多轮的同步等待,适用于需要多阶段协同工作的场景。 5. 在并发计算中,Barrier可以用于协调多个线程对大型任务的并行处理,如矩阵乘法计算。 6. Barrier与Condvar虽然都有阻塞和等待的功能,但它们在实现上有明显的不同。 7. 在H2O工厂问题中,Barrier可以被使用来确保两个氢原子和一个氧原子同时结合形成一个水分子,满足线程安全、正确性和效率的要求。
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