代码改变世界

C++11之std::future和std::promise

2017-03-10 20:41  jiayayao  阅读(9023)  评论(0编辑  收藏  举报

  为什么C++11引入std::future和std::promise?C++11创建了线程以后,我们不能直接从thread.join()得到结果,必须定义一个变量,在线程执行时,对这个变量赋值,然后执行join(),过程相对繁琐。

  thread库提供了future用来访问异步操作的结果。std::promise用来包装一个值将数据和future绑定起来,为获取线程函数中的某个值提供便利,取值是间接通过promise内部提供的future来获取的,也就是说promise的层次比future高。 

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <future>
#include <thread>

using namespace std;
int main()
{
    std::promise<int> promiseParam;
    std::thread t([](std::promise<int>& p)
    {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));// 线程睡眠10s
        p.set_value_at_thread_exit(4);//
    }, std::ref(promiseParam));
    std::future<int> futureParam = promiseParam.get_future();

    auto r = futureParam.get();// 线程外阻塞等待
    std::cout << r << std::endl;

    return 0;
}

  上述程序执行到futureParam.get()时,有两个线程,新开的线程正在睡眠10s,而主线程正在等待新开线程的退出值,这个操作是阻塞的,也就是说std::future和std::promise某种程度也可以做为线程同步来使用。

  std::packaged_task包装一个可调用对象的包装类(如function,lambda表达式(C++11之lambda表达式),将函数与future绑定起来。std::packaged_task与std::promise都有get_future()接口,但是std::packaged_task包装的是一个异步操作,而std::promise包装的是一个值。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <future>
#include <thread>

using namespace std;
int main()
{
    std::packaged_task<int()> task([]() {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));// 线程睡眠10s
        return 4; });
    std::thread t1(std::ref(task));
    std::future<int> f1 = task.get_future();
    
    auto r = f1.get();// 线程外阻塞等待
    std::cout << r << std::endl;

    return 0;
}

  而std::async比std::promise, std::packaged_task和std::thread更高一层,它可以直接用来创建异步的task,异步任务返回的结果也保存在future中。std::async的原型:

async( std::launch policy, Function&& f, Args&&... args );

  std::launch policy有两个,一个是调用即创建线程(std::launch::async),一个是延迟加载方式创建线程(std::launch::deferred),当掉使用async时不创建线程,知道调用了future的get或者wait时才创建线程。之后是线程函数和线程参数。

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>

int main()
{
    // future from a packaged_task
    std::packaged_task<int()> task([]() { 
        std::cout << "packaged_task started" << std::endl;
        return 7; }); // wrap the function
    std::future<int> f1 = task.get_future();  // get a future
    std::thread(std::move(task)).detach(); // launch on a thread

                                           // future from an async()
    std::future<int> f2 = std::async(std::launch::deferred, []() { 
        std::cout << "Async task started" << std::endl;
        return 8; });

    // future from a promise
    std::promise<int> p;
    std::future<int> f3 = p.get_future();
    std::thread([&p] { p.set_value_at_thread_exit(9); }).detach();

    f1.wait();
    f2.wait();
    f3.wait();
    std::cout << "Done!\nResults are: "
        << f1.get() << ' ' << f2.get() << ' ' << f3.get() << '\n';
}