C++20二进制信号量超出最大值仍可多次获取？求解释

你的测试结果并非C标准规定的行为，这是**GCC 11版本中libstdc的实现bug**。

标准对binary_semaphore的明确要求 #

std::binary_semaphore是std::counting_semaphore<1>的类型别名，核心规则如下：

• 内部计数的上限为max()返回的1，任何操作都不能让计数超过这个值。
• 调用release()（无参数时等价于release(1)）时，如果当前计数加1会超过上限，计数会被截断为上限值（即1），不会继续累加。

按照标准，你的测试代码应产生的行为：

1. 初始化sem为0，计数=0。
2. 第一次release()：计数从0变为1（未超过上限）。
3. 第二次release()：计数保持1（因加1会突破上限，被截断）。
4. 第一次acquire()：计数从1变为0。
5. 第二次acquire()：此时计数为0，调用会永久阻塞，程序无法正常返回。

测试结果异常的原因 #

GCC 11的libstdc++库对std::binary_semaphore的实现存在缺陷，未正确限制计数不超过max()值。多次调用release()会让计数突破上限（比如你的测试中计数被累加到了2），导致后续两次acquire()都能顺利递减计数，程序正常结束。

解决方式 #

该bug在GCC 12及以上版本的libstdc++中已被修复。你可以升级编译器到GCC 12或更高版本，重新编译运行代码，就能看到符合标准的阻塞行为。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DeZee