文章目錄

• 一、std::future與std::async
• • 1.基本概念
  • 2.代碼演示
• 二、std::future與std::packaged_task
• • 1.基本知識
  • 2.代碼演示
• 三、std::future與std::promise
• • 1.基本知識
  • 2.代碼演示

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一、std::future與std::async

1.基本概念

（1）std::future的基本知識
std::future期待一個返回，從一個異步調用的角度來說，future更像是執行函數的返回值，C++標準庫使用std::future為一次性事件建模，如果一個事件需要等待特定的一次性事件，那么這線程可以獲取一個future對象來代表這個事件。
異步調用往往不知道何時返回，但是如果異步調用的過程需要同步，或者說后一個異步調用需要使用前一個異步調用的結果。這個時候就要用到future。
線程可以周期性的在這個future上等待一小段時間，檢查future是否已經ready，如果沒有，該線程可以先去做另一個任務，一旦future就緒，該future就無法復位（無法再次使用這個future等待這個事件），所以future代表的是一次性事件。

（2）std::future的類型
在庫的頭文件中聲明了兩種future，唯一future（std::future）和共享future（std::shared_future）這兩個是參照std::unique_ptr和std::shared_ptr設立的，前者的實例是僅有的一個指向其關聯事件的實例，而后者可以有多個實例指向同一個關聯事件，當事件就緒時，所有指向同一事件的std::shared_future實例會變成就緒。
std::future是一個模板，例如std::future，模板參數就是期待返回的類型，雖然future被用于線程間通信，但其本身卻并不提供同步訪問，熱門必須通過互斥元或其他同步機制來保護訪問。

（1）std::future的使用時機
future使用的時機是當你不需要立刻得到一個結果的時候，你可以開啟一個線程幫你去做一項任務，并期待這個任務的返回，但是std::thread并沒有提供這樣的機制，這就需要用到std::async和std::future（都在頭文件#include < future >中聲明）std::async返回一個std::future對象，而不是給你一個確定的值（所以當你不需要立刻使用此值的時候才需要用到這個機制）。當你需要使用這個值的時候，對future使用get()，線程就會阻塞直到future就緒，然后返回該值。

2.代碼演示

代碼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);//這行代碼執行需要5秒，5秒后再向下執行fun();std::cout << c << std::endl;return 0; }

代碼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進行類型推導//std::future<int> result = std::async(add, 1, 2);//OK 由于知道函數的返回類型 所以可以直接確定模板類型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類似，async允許你通過將額外的參數添加到調用中，來將附加參數傳遞給函數。如果傳入的函數指針是某個類的成員函數，則還需要將類對象指針傳入（直接傳入，傳入指針，或者是std::ref封裝）。
默認情況下，std::async是否啟動一個新線程，或者在等待future時，任務是否同步運行都取決于你給的參數。這個參數為std::launch類型std::launch::defered表明該函數會被延遲調用，直到在future上調用get()或者wait()為止std::launch::async，表明函數會在自己創建的線程上運行

二、std::future與std::packaged_task

1.基本知識

如果說std::async和std::future還是分開看的關系的話，那么std::packaged_task就是將任務和future綁定在一起的模板，是一種封裝對任務的封裝。
可以通過std::packaged_task對象獲取任務相關聯的future，調用get_future()方法可以獲得std::packaged_task對象綁定的函數的返回值類型的future。std::packaged_task的模板參數是函數簽名。
例如int add(int a, intb)的函數簽名就是int(int, int)

2.代碼演示

由于和第一大點的差不多，這里簡單代碼演示

#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);//將函數和task綁定在一起了std::future<int> result = task.get_future();fun();task(1, 2);//相當于執行函數 必須執行 否則的話 result.get()會一直阻塞 當我們執行這個task(1,2)的時候才算開始執行add函數 換句話說，當我們執行task(1,2)的時候，才會執行add函數里的5秒休眠std::cout << result.get() << std::endl;return 0; }

三、std::future與std::promise

1.基本知識

從字面意思上理解promise代表一個承諾。promise比std::packaged_task抽象層次低。
std::promise提供了一種設置值的方式，它可以在這之后通過相關聯的std::future對象進行讀取。換種說法，之前已經說過std::future可以讀取一個異步函數的返回值了，那么這個std::promise就提供一種方式手動讓future就緒。

2.代碼演示

#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的時候傳入引用必須使用std::ref()函數std::thread t(print, std::ref(promise));//開始執行print函數 do_some_other_things();//打印“hellowworld”this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));std::cout << result.get() << std::endl;//什么時候想要線程的返回值什么時候result.get()t.join();return 0; }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++——异步操作（std::future、std::async、std::packaged_task、std::promise）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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