文章目錄

• • • 描述
    • 函數成員及使用
    • 總結

我們上一篇描述關于C++多線程中的異步操作相關庫( async和 promise)，本節將分享c++標準庫中最后一個多線程異步操作庫 package_task的學習筆記。

描述

• 頭文件 <future>

• 聲明方式: template< class R, class ...Args > class packaged_task<R(Args...)>;

• 簡介
  package_task標準類模版包裝了任何可調用的目標，其中包括函數，std::bind表達式，lamda表達式或者其他函數對象。并支持package_task對象調用者的異步調用。調用之后的返回值或者產生的異常能夠被存儲在能夠被std::future對象訪問的共享狀態中。

  綜上描述，我們很明顯能夠體會到該模版類提供的功能和promise類非常接近，但是promise類沒有辦法初始化所有可調用的對象，promise類僅提供共享狀態的多種訪問機制并提供線程之間變量的共享機制。

函數成員及使用

• 構造函數
  packaged_task() noexcept;構造無任務且無共享狀態的package_task對象
  template <class F> explicit packaged_task( F&& f ) 構造擁有共享狀態和任務副本的 std::packaged_task 對象,
  packaged_task( const packaged_task& ) = delete;復制構造函數被刪除， std::packaged_task 僅可移動
  packaged_task( packaged_task&& rhs ) noexcept; rhs 之前所占有的共享狀態和任務構造 std::packaged_task ，令 rhs 留在無共享狀態且擁有被移動后的任務的狀態
  查看如下代碼：

  #include <future>
  #include <iostream>
  #include <thread>int fib(int n)
  {if (n < 3) return 1;else {std::cout << "fib  result " << (n-1)+(n-2) << std::endl;return (n-1) + (n-2);}
  }int main()
  {std::packaged_task<int(int)> fib_task(&fib); std::cout << "starting task\n";//此時已經將package_task調用對象的執行返回值轉交給future對象，所以后續//的線程執行由惰性賦值來觸發。即當future的對象的共享狀態嘗試獲取線程執行//結果的時候才進行線程執行，并返回結果。類似std::async的policy：std::launch::deferredauto result = fib_task.get_future(); std::thread t(std::move(fib_task), 40);std::cout << "waiting for task to finish...\n";std::cout << result.get() << '\n';std::cout << "task complete\n";t.join();
  }
  

  輸出如下:

  starting task
  waiting for task to finish...
  fib  result 77
  77
  task complete
  

• 析構函數~packaged_task()
  拋棄共享狀態并銷毀存儲的任務對象,同 std::promise::~promise ，若在令共享狀態就緒前拋棄它，則存儲以 std::future_errc::broken_promise 為 error_code 的 std::future_error 異常

• 賦值運算符
  packaged_task& operator=( const packaged_task& ) = delete
  復制賦值運算符被刪除， std::packaged_task 僅可移動

• std::packaged_task<R(Args...)>::get_future返回與 *this 共享同一共享狀態的 future
  同promise類一樣，get_future 只能對每個 packaged_task 調用一次
  get_future成員出現異常的情況如下：

  • 已通過調用 get_future 取得共享狀態。設置 error_category 為 future_already_retrieved
  • *this 無共享狀態。設置 error_category 為 no_state

• std::packaged_task<R(Args...)>::make_ready_at_thread_exit成員函數
  以轉發的 args 為參數調用存儲的任務。任務返回值或任何拋出的異常被存儲于 *this 的共享狀態。

  僅在當前線程退出，并銷毀所有線程局域存儲期對象后，才令共享狀態就緒
  代碼如下

  #include <future>
  #include <iostream>
  #include <chrono>
  #include <thread>
  #include <functional>
  #include <utility>void worker(std::future<void>& output)
  {std::packaged_task<void(bool&)> my_task{ [](bool& done) { done=true; } };auto result = my_task.get_future();bool done = false;//根據打印已經可以看到，此時已經執行了package_task的線程內容//但是共享狀態到函數作用域結束之前并未就緒my_task.make_ready_at_thread_exit(done); // 立即執行任務std::cout << "worker: done = " << std::boolalpha << done << std::endl;auto status = result.wait_for(std::chrono::seconds(0));if (status == std::future_status::timeout)std::cout << "worker: result is not ready yet" << std::endl;output = std::move(result);
  }int main()
  {std::future<void> result;std::thread{worker, std::ref(result)}.join();//等到線程函數返回結果，且future對象就緒之后，可以看到打印狀態變為就緒auto status = result.wait_for(std::chrono::seconds(0));if (status == std::future_status::ready)std::cout << "main: result is ready" << std::endl;
  }
  

總結

綜上對package_task的描述，我們可以看到package_task模版類就像promise一樣可以被異步調用，并且將調用對象執行的結果封裝在future的共享狀態中，來讓調用者獲取。同時package_task的調用者獲取調用對象的執行結果過程就像async的惰性求值策略，當調用者想要獲取調用對象的執行結果時才開始執行調用對象。

package_task的優勢更多是它能夠初始化所有的可調用對象，并且支持對該調用對象的異步訪問機制。
promise更多的優勢是線程之間的變量的傳遞，同時返回future類的共享狀態。同時它也能夠支持多種共享狀態的訪問機制，惰性求值/立即執行。

所以C++多線程的幾個異步操作promise、async和package_task都可以進行線程之間的異步操作，希望以此筆記在今后多線程編程中各持所需進行學習。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的C++多线程：package_task异步调用任何目标执行操作的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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