【C++】C++11异步操作

std::future

std::async函数模板

std::packaged_task类模板

std::promise类模板

std::future

std::future是C++11标准库中的一个模板类，它表示一个异步操作的结果，当我们在多线程编程中使用异步任务时，std::future可以帮助我们在需要的时候获取任务的执行结果。

std::future的一个重要特性是能够阻塞当前线程，直到异步操作完成，从而确保我们在获取结果时不会遇到未完成的操作。

当res.get()获取结果时，如果新线程还未返回结果，则阻塞。然而，std::future并不能单独使用，需要搭配一些能够执行异步任务的模板类或函数一起使用。

异步任务搭配使用：

std::async函数模板：异步执行一个函数，返回一个future对象用于获取函数结果。

std::packaged_task类模板：为一个函数生成一个异步任务对象（可调用对象），用于在其他线程中执行。

std::promise类模板：实例化的对象可以返回一个future，在其他线程中向promise对象设置数据，其他线程的关联future就可以获取数据。

std::async函数模板

std::async是一个模板函数，内部会创建线程执行异步任务。

如下是一个异步非阻塞调用，返回结构实例化类型为int表示异步任务的返回结果是一个整型。

std::future<int> res=std::async(执行策略，异步任务，异步任务的参数1，异步任务的参数2..);

执行策略：

std::launch::deferred策略：同步策略，获取结果的时候再去执行任务。

std::launch::async策略：异步策略，内部创建一个线程执行函数，函数运行结果通过future获取

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <future>


//异步任务
int Add(int num1,int num2)
{
    return num1+num2;
}
int main()
{
    //进行了一个异步非阻塞调用
    std::future<int> res=std::async(std::launch::async,Add,11,22);

    //用于获取异步任务的结果，如果还没有结果就阻塞
    std::cout<<res.get()<<std::endl;
    return 0;
}

std::packaged_task类模板

std::packaged_task是一个类模板，也可以说是任务包，是对一个函数（任务）进行二次封装，封装成为一个可调用对象作为任务放到其他线程执行的。

任务包封装好了以后，可以在任意位置进行调用，通过关联的future来获取执行结果。

执行任务流程如下：

封装任务
获取任务包关联的future对象
执行任务
通过future获取任务执行结果

std::packaged_task因为与future对象有关联关系，不能进行赋值拷贝，因此创建时，建议使用智能指针，方便后面操作。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <future>
#include <memory>

int Add(int num1,int num2)
{
    return num1+num2;
}
int main()
{
    //1、封装任务int(int,int) 对应 返回值(参数1,参数2)
    auto task=std::make_shared<std::packaged_task<int(int,int)>>(Add);

    //2、获取任务包关联的future对象
    std::future<int> res=task->get_future();

    //3、交给其他线程执行任务
    std::thread thr([task](){
        (*task)(11,22);
    });

    //4、获取结果
    std::cout<<res.get()<<std::endl;
    thr.join();
    return 0;
}

最后记得等待线程结束。

std::promise类模板

std::promise模板类，是对结果的封装。

使用步骤：

在使用的时候，就是先实例化一个指定结果的promise对象（promise对象类型必须与返回值类型一致）
通过promise对象，获取关联的future对象
在任意位置给promise设置数据，就可以通过关联的future获取到这个设置的数据了

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <future>
#include <memory>

int Add(int num1,int num2)
{
    return num1+num2;
}
int main()
{
    // 1、在使用的时候，就是先实例化一个指定结果的promise对象（promise对象类型必须与返回值类型一致）
    std::promise<int> pro;
    // 2、通过promise对象，获取关联的future对象
    std::future<int> res=pro.get_future();
    // 3、在任意位置给promise设置数据，就可以通过关联的future获取到这个设置的数据了
    std::thread thr([&pro](){
        int sum=Add(11,22);
        pro.set_value(sum);
    });

    std::cout<<res.get()<<std::endl;
    thr.join();
    return 0;
}