1. 修改第四章中“C++20 信号量”一节的部分措辞

2.  新建一节“C++20 闩与屏障”，完成其中 `std::latch` 的部分内容 #12

Author: Mq-b

Diff for: md/04同步操作.md

@@ -1121,13 +1121,13 @@ C++11 的 `std::this_thread::get_id()` 返回的内部类型没办法直接转
 
 ## C++20 信号量
 
-C++20 引入了**信号量**，对于那些熟悉操作系统或其它并发支持库的开发者来说，这个同步设施的概念应该不会感到陌生。[信号量](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E9%87%8F)源自操作系统，是一个古老而广泛应用的概念，在各种编程语言中都有自己的抽象实现。然而，C++ 标准库对其的支持却来得很晚，在 C++20 中才得以引入。
+C++20 引入了**信号量**，对于那些熟悉操作系统或其它并发支持库的开发者来说，这个同步设施的概念应该不会感到陌生。[信号量](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BF%A1%E5%8F%B7%E9%87%8F)源自操作系统，是一个古老而广泛应用的同步设施，在各种编程语言中都有自己的抽象实现。然而，C++ 标准库对其的支持却来得很晚，在 C++20 中才得以引入。
 
 信号量是一个非常**轻量简单**的同步设施，它维护一个计数，这个计数不能小于 `0`。信号量提供两种基本操作：**释放**（增加计数）和**等待**（减少计数）。如果当前信号量的计数值为 `0`，那么执行“***等待***”操作的线程将会**一直阻塞**，直到计数大于 `0`，也就是其它线程执行了“***释放***”操作。
 
 C++ 提供了两个信号量类型：`std::counting_semaphore` 与 `std::binary_semaphore`，定义在 [`<semaphore>`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/header/semaphore) 中。
 
-`binary_semaphore`[^4] 只是 `counting_semaphore` 的别名：
+`binary_semaphore`[^4] 只是 `counting_semaphore` 的一个特化别名：
 
 ```cpp
 using binary_semaphore = counting_semaphore<1>;
@@ -1230,8 +1230,49 @@ int main() {
 
 [^4]:注：**如果信号量只有二进制的 0 或 1，称为二进制信号量（binary semaphore）**，这就是这个类型名字的由来。
 
+## C++20  闩与屏障
+
+闩 (latch) 与屏障 (barrier) 是线程协调机制，允许任何数量的线程阻塞**直至期待数量的线程到达**。闩不能重复使用，而屏障则可以。
+
+- **`std::latch`：单次使用的线程屏障**
+- **`std::barrier`：可复用的线程屏障**
+
+它们定义在标头 **`<latch>`**。
+
+与信号量类似，屏障也是一种古老而广泛应用的同步机制。许多系统 API 提供了对屏障机制的支持，例如 POSIX 和 Win32。此外，[OpenMP](https://learn.microsoft.com/zh-cn/cpp/parallel/openmp/2-directives?view=msvc-170#263-barrier-directive) 也提供了屏障机制来支持多线程编程。
+
+### `std::latch`
+
+“闩”，这个字其实个人觉得是不常见，“**门闩**” 是指们背后用来关门的棍子。好了好了，不用在意，在 C++ 中就是先前说的：*单次使用的线程屏障*。
+
+`latch` 类维护着一个 [`std::ptrdiff_t`](https://zh.cppreference.com/w/cpp/types/ptrdiff_t) 类型的计数[^5]，且只能**减少**计数，**无法增加计数**。在创建对象的时候初始化计数器的值。线程可以阻塞，直到 latch 对象的计数减少到零。由于无法增加计数，这使得 `latch` 成为一种**单次使用的屏障**。
+
+```cpp
+std::latch work_done{ 3 };
+
+void work(){
+    std::cout << "等待其它线程执行\n";
+    work_done.wait(); // 等待计数为 0
+    std::cout << "任务开始执行\n";
+}
+int main(){
+    std::jthread thread{ work };
+    std::this_thread::sleep_for(3s);
+    work_done.count_down();  // 默认值是 1
+    work_done.count_down(2); // 传递参数 减少计数 2
+}
+```
+
+> [运行](https://godbolt.org/z/Trhh9jdbf)测试。
+
+通过调用 `wait` 函数阻塞子线程，直到主线程调用 `count_down` 函数原子地将计数减至 `0` ，得以解除阻塞。相信这个例子就能很清楚的展示 `latch` 的使用，它的逻辑比信号量还要简单。
+
+[^5]: 注：通常的[实现](https://github.com/microsoft/STL/blob/939513b/stl/inc/latch#L88)是直接保有一个 `std::atomic<std::ptrdiff_t>` 私有数据成员，以保证计数修改的原子性。原子类型在我们第五章的内容会详细展开。
+
+### `std::barrier`
+
 ## 总结
 
-在并发编程中，同步操作对于并发编程至关重要。如果没有同步，线程基本上就是独立的，因其任务之间的相关性，才可作为一个整体执行（比如第二章的并行求和）。本章讨论了多种用于同步操作的工具，包括条件变量、future、promise、package_task。同时，详细介绍了 C++ 时间库的知识，以使用并发支持库中的“限时等待”。最后使用 CMake + Qt 构建了一个带有 UI 界面的示例，展示异步多线程的**必要性**。
+在并发编程中，同步操作对于并发编程至关重要。如果没有同步，线程基本上就是独立的，因其任务之间的相关性，才可作为一个整体执行（比如第二章的并行求和）。本章讨论了多种用于同步操作的工具，包括条件变量、future、promise、package_task、信号量。同时，详细介绍了 C++ 时间库的知识，以使用并发支持库中的“限时等待”。还使用 CMake + Qt 构建了一个带有 UI 界面的示例，展示异步多线程的**必要性**。
 
 在讨论了 C++ 中的高级工具之后，现在让我们来看看底层工具：C++ 内存模型与原子操作。