C++11之std::future对象使用说明
std::future介绍
在前面几篇文章中基本都用到thread对象,它是C++11中提供异步创建多线程的工具。但是我们想要从线程中返回异步任务结果,一般需要依靠全局变量;从安全角度看,有些不妥;为此C++11提供了std::future类模板,future对象提供访问异步操作结果的机制,很轻松解决从异步任务中返回结果。
在C++标准库中,有两种“期望”,使用两种类型模板实现,
- 唯一期望(unique futures,std::future<>) std::future的实例只能与一个指定事件相关联。
- 共享期望(shared futures)(std::shared_future<>) std::shared_future的实例就能关联多个事件。
这里主要介绍的是唯一期望,std::future类模板定义头文件<future>,其函数声明如下:
template< class T >
class future;
//数据有关的期望
template< class T >
class future<T&>;
//数据无关的期望
template<>
class future<void>;
对于future补充说明如下:
- std::async 、 std::packaged_task 或 std::promise 能提供一个std::future对象给该异步操作的创建者
- 异步操作的创建者能用各种方法查询、等待或从 std::future 提取值。若异步操作仍未提供值,则这些方法可能阻塞。
- 异步操作准备好发送结果给创建者时,它能通过接口(eg,std::promise::set_value std::future) 修改共享状态的值。
其成员函数如下:
细节说明
wait系列操作
其函数声明如下:
void wait() const;
当共享状态值是不可以用时,调用wait接口可以一直阻塞,直到共享状态变为"就绪"时,就变为可以用了。
get操作
get是获取共享状态的结果它有以下三种形式:
//仅为泛型 future 模板的成员
T get();
//(仅为 future<T&> 模板特化的成员)
T& get();
//仅为 future<void> 模板特化的成员
void get();
如果我们没有调用wait接口,而是直接掉用get接口,它等价于先调用wait()而后在调用get接口,得到异步操作的结果。
当调用此方法后 valid() 为 false ,共享状态被释放,即future对象释一次性的事件。
时序图
按照自己的理解,将std::future对象的使用以及内部逻辑用时序图进行表达,如下:
std::future使用
下面就用std::future对象来获取异步操作的结果,没有使用到全局变量,逻辑非常清晰,代码如下:
//通过async来获取异步操作结果
std::future<int> result = std::async([](){ std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));return 8;
});std::cout << "the future result : " << result.get() << std::endl;
std::cout << "the future status : " << result.valid() << std::endl;
try
{result.wait(); //或者 result.get() ,会异常//因此std::future只能用于单线程中调用 ,多线程调用使用std::share_future();
}
catch (...)
{std::cout << "get error....\n ";
}
运行结果:
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参考链接 cppreference.com C++11之std::future对象使用说明
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