c++11用互斥和條件變量實現信號量

　　c++11中有互斥和條件變量但是並沒有信號量，但是利用互斥和條件變量很容易就能實現信號量。

1.信號量

　　信號量是一個整數 count，提供兩個原子(atom，不可分割)操作：P 操作和 V 操作，或是說 wait 和 signal 操作。

• P操作 (wait操作)：count 減1；如果 count < 0 那么掛起執行線程；
• V操作 (signal操作)：count 加1；如果 count <= 0 那么喚醒一個執行線程；

2.信號量的實現

　　

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

using namespace std;

class semaphore
{
public:
    semaphore(int value = 1) :count(value) {}

    void wait()
    {
        unique_lock<mutex> lck(mtk);
        if (--count < 0)//資源不足掛起線程
            cv.wait(lck);
    }

    void signal()
    {
        unique_lock<mutex> lck(mtk);
        if (++count <= 0)//有線程掛起，喚醒一個
            cv.notify_one();
    }

private:
    int count;
    mutex mtk;
    condition_variable cv;
};

3.利用信號量解決吃水果問題

　　吃水果問題：桌子有一只盤子，只允許放一個水果，父親專向盤子放蘋果，母親專向盤子放桔子 兒子專等吃盤子的桔子，女兒專等吃盤子的蘋果。只要盤子為空，父親或母親就可以向盤子放水果， 僅當盤子有自己需要的水果時，兒子和女兒可從盤子取出。請給出四個人之間的同步關系，並用 pv操作實現四個人的正確活動的問題。

　　

semaphore plate(1), apple(0), orange(0);
void father()
{
    while (true)
    {
        plate.wait();
        cout << "往盤中放一個蘋果" << endl;
        apple.signal();
    }
}

void mother()
{
    while (true)
    {
        plate.wait();
        cout << "往盤中放一個橘子" << endl;
        orange.signal();
    }
}

void son()
{
    while (true)
    {
        apple.wait();
        cout << "兒子吃蘋果" << endl;
        plate.signal();
    }
}

void daughter()
{
    while (true)
    {
        orange.wait();
        cout << "女兒吃橘子" << endl;
        plate.signal();
    }
}

int main()
{
    thread f(father), m(mother), s(son), d(daughter);
    f.join();
    m.join();
    s.join();
    d.join();
    
}