一、std::future与std::async

1.基本概念

（1）std::future的基本知识
std::future期待一个返回，从一个异步调用的角度来说，future更像是执行函数的返回值，C++标准库使用std::future为一次性事件建模，如果一个事件需要等待特定的一次性事件，那么这线程可以获取一个future对象来代表这个事件。
异步调用往往不知道何时返回，但是如果异步调用的过程需要同步，或者说后一个异步调用需要使用前一个异步调用的结果。这个时候就要用到future。
线程可以周期性的在这个future上等待一小段时间，检查future是否已经ready，如果没有，该线程可以先去做另一个任务，一旦future就绪，该future就无法复位（无法再次使用这个future等待这个事件），所以future代表的是一次性事件。

（2）std::future的类型
在库的头文件中声明了两种future，唯一future（std::future）和共享future（std::shared_future）这两个是参照std::unique_ptr和std::shared_ptr设立的，前者的实例是仅有的一个指向其关联事件的实例，而后者可以有多个实例指向同一个关联事件，当事件就绪时，所有指向同一事件的std::shared_future实例会变成就绪。
std::future是一个模板，例如std::future，模板参数就是期待返回的类型，虽然future被用于线程间通信，但其本身却并不提供同步访问，热门必须通过互斥元或其他同步机制来保护访问。

（1）std::future的使用时机
future使用的时机是当你不需要立刻得到一个结果的时候，你可以开启一个线程帮你去做一项任务，并期待这个任务的返回，但是std::thread并没有提供这样的机制，这就需要用到std::async和std::future（都在头文件#include < future >中声明）std::async返回一个std::future对象，而不是给你一个确定的值（所以当你不需要立刻使用此值的时候才需要用到这个机制）。当你需要使用这个值的时候，对future使用get()，线程就会阻塞直到future就绪，然后返回该值。

2.代码演示

代码1：未使用std::future

#include<iostream>
#include<future>int add(int a, int b) {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));//休眠五秒return a + b;
}void fun() {std::cout << "this is fun()" << std::endl;
}int main()
{int c = add(1,2);//这行代码执行需要5秒，5秒后再向下执行fun();std::cout << c << std::endl;return 0;
}

代码2：使用future

#include<iostream>
#include<future>int add(int a, int b) {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));//休眠五秒return a + b;
}void fun() {std::cout << "this is fun()" << std::endl;
}int main() {std::future<decltype(add(1, 2))> result = std::async(add, 1, 2);//auto result = std::async(add, 1, 2); //OK 可以使用占位符auto进行类型推导//std::future<int> result = std::async(add, 1, 2);//OK  由于知道函数的返回类型 所以可以直接确定模板类型int//std::future<decltype(add, int, int)>result = std::async(add, 1, 2);//errorfun();std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));//休眠5秒std::cout << result.get() << std::endl;return 0;
}

跟thread类似，async允许你通过将额外的参数添加到调用中，来将附加参数传递给函数。如果传入的函数指针是某个类的成员函数，则还需要将类对象指针传入（直接传入，传入指针，或者是std::ref封装）。
默认情况下，std::async是否启动一个新线程，或者在等待future时，任务是否同步运行都取决于你给的参数。这个参数为std::launch类型std::launch::defered表明该函数会被延迟调用，直到在future上调用get()或者wait()为止std::launch::async，表明函数会在自己创建的线程上运行

二、std::future与std::packaged_task

1.基本知识

如果说std::async和std::future还是分开看的关系的话，那么std::packaged_task就是将任务和future绑定在一起的模板，是一种封装对任务的封装。
可以通过std::packaged_task对象获取任务相关联的future，调用get_future()方法可以获得std::packaged_task对象绑定的函数的返回值类型的future。std::packaged_task的模板参数是函数签名。
例如int add(int a, intb)的函数签名就是int(int, int)

2.代码演示

由于和第一大点的差不多，这里简单代码演示

#include<iostream>
#include<future>int add(int a, int b) {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));//休眠五秒return a + b;
}void fun() {std::cout << "this is fun()" << std::endl;
}int main() {std::packaged_task<int(int, int)>task(add);//将函数和task绑定在一起了std::future<int> result = task.get_future();fun();task(1, 2);//相当于执行函数 必须执行 否则的话 result.get()会一直阻塞 当我们执行这个task(1,2)的时候才算开始执行add函数 换句话说，当我们执行task(1,2)的时候，才会执行add函数里的5秒休眠std::cout << result.get() << std::endl;return 0;
}

三、std::future与std::promise

1.基本知识

从字面意思上理解promise代表一个承诺。promise比std::packaged_task抽象层次低。
std::promise提供了一种设置值的方式，它可以在这之后通过相关联的std::future对象进行读取。换种说法，之前已经说过std::future可以读取一个异步函数的返回值了，那么这个std::promise就提供一种方式手动让future就绪。

2.代码演示

#include <future>
#include <string>
#include <thread>
#include <iostream>
using namespace std;
void print(std::promise<std::string>& p)
{this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));p.set_value("There is the result whitch you want.");
}
void do_some_other_things()
{std::cout << "Hello World" << std::endl;
}
int main()
{std::promise<std::string> promise;std::future<std::string> result = promise.get_future();//thread的时候传入引用必须使用std::ref()函数std::thread t(print, std::ref(promise));//开始执行print函数 do_some_other_things();//打印“hellowworld”this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));std::cout << result.get() << std::endl;//什么时候想要线程的返回值什么时候result.get()t.join();return 0;
}

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C++——异步操作（std::future、std::async、std::packaged_task、std::promise）

文章目录

一、std::future与std::async

1.基本概念

2.代码演示

二、std::future与std::packaged_task

1.基本知识

2.代码演示

三、std::future与std::promise

1.基本知识

2.代码演示

C++——异步操作（std::future、std::async、std::packaged_task、std::promise）相关推荐

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