C++笔记之std::future的用法小结

1.C++中std::future和std::async总是一起出现吗？

在C++中，std::future 和 std::async 不一定总是一起出现，但它们通常一起使用，以实现异步任务的执行和结果获取。以下是它们的主要概念和用法：

• std::future:

  • std::future 是用于异步操作的结果的容器。它允许您在一个线程中启动一个任务，并在另一个线程中等待任务的结果。
  • 您可以将结果存储在 std::future 对象中，并随后从中获取结果。
  • std::future 可以用于异步执行的任何任务，不仅限于与 std::async 一起使用。

• std::async:

  • std::async 是一个函数，用于在后台启动一个异步任务，并返回一个 std::future 对象，以便您可以等待任务的结果。
  • 它允许您以一种相对简单的方式启动异步任务，而无需自己创建线程或管理任务的执行。
  • std::async 是 std::future 的一个典型使用情况。

虽然 std::async 和 std::future 经常一起使用，但您也可以单独使用 std::future 来等待其他异步任务的结果，这些任务可能是通过其他方法创建的，例如手动创建线程、使用库函数等。std::async 只是一种使用 std::future 的便捷方法之一。

综上所述，std::future 和 std::async通常一起使用，但它们并不是必然绑定在一起的，您可以根据具体情况单独使用它们。

2.主要特点和用法

std::future是C++标准库中用于处理异步任务的一部分，它提供了一种机制，可以在一个线程中启动一个任务，并在另一个线程中等待任务的完成并获取其结果。std::future通常与std::async、std::promise和std::thread等标准库组件一起使用，以实现多线程编程和异步任务处理。

以下是std::future的主要特点和用法：

• 创建std::future对象：
  你可以使用std::async或std::promise来创建std::future对象。std::async用于启动一个异步任务，而std::promise用于生成一个与之关联的std::future对象，它允许你在一个线程中设置任务的结果，然后在另一个线程中获取这个结果。

  示例使用std::async创建std::future：

  std::future<int> future_result = std::async(std::launch::async, []() {
      // 执行异步任务，返回一个int结果
      return 42;
  });
  

• 等待任务完成：
  你可以使用std::future::get()函数来等待异步任务的完成，并获取其结果。这个函数会阻塞当前线程，直到任务完成为止。

  示例使用std::future::get()等待任务完成并获取结果：

  int result = future_result.get();
  

• 检查任务状态：
  使用std::future::wait_for()函数可以检查std::future的状态，以确定任务是否已经完成或是否还在进行中。

  示例检查std::future的状态：

  std::future_status status = future_result.wait_for(std::chrono::seconds(1));
  if (status == std::future_status::ready) {
      // 任务已完成
  } else if (status == std::future_status::timeout) {
      // 任务尚未完成，等待超时
  } else if (status == std::future_status::deferred) {
      // 任务被延迟执行
  }
  

• 异常处理：
  如果异步任务抛出异常，std::future::get()会重新抛出该异常。你可以使用std::future::valid()函数来检查std::future是否与有效的共享状态相关联。

  示例处理异步任务中的异常：

  try {
      int result = future_result.get();
      // 处理结果
  } catch (const std::exception& e) {
      // 处理异常
  }
  

std::future是多线程和异步编程中非常有用的工具，它允许你管理异步任务的状态和结果，从而更有效地利用多核处理器和并行计算能力。但要小心使用，确保正确处理异常和资源管理，以避免潜在的问题。

3.一个完整的例子

std::future是C++标准库中用于处理异步任务的一部分，它提供了一种机制，可以在一个线程中启动一个任务，并在另一个线程中等待任务的完成并获取其结果。std::future通常与std::async、std::promise和std::thread等标准库组件一起使用，以实现多线程编程和异步任务处理。

以下是std::future的主要特点和用法：

• 创建std::future对象：
  你可以使用std::async或std::promise来创建std::future对象。std::async用于启动一个异步任务，而std::promise用于生成一个与之关联的std::future对象，它允许你在一个线程中设置任务的结果，然后在另一个线程中获取这个结果。

  示例使用std::async创建std::future：

  std::future<int> future_result = std::async(std::launch::async, []() {
      // 执行异步任务，返回一个int结果
      return 42;
  });
  

• 等待任务完成：
  你可以使用std::future::get()函数来等待异步任务的完成，并获取其结果。这个函数会阻塞当前线程，直到任务完成为止。

  示例使用std::future::get()等待任务完成并获取结果：

  int result = future_result.get();
  

• 检查任务状态：
  使用std::future::wait_for()函数可以检查std::future的状态，以确定任务是否已经完成或是否还在进行中。

  示例检查std::future的状态：

  std::future_status status = future_result.wait_for(std::chrono::seconds(1));
  if (status == std::future_status::ready) {
      // 任务已完成
  } else if (status == std::future_status::timeout) {
      // 任务尚未完成，等待超时
  } else if (status == std::future_status::deferred) {
      // 任务被延迟执行
  }
  

• 异常处理：
  如果异步任务抛出异常，std::future::get()会重新抛出该异常。你可以使用std::future::valid()函数来检查std::future是否与有效的共享状态相关联。

  示例处理异步任务中的异常：

  try {
      int result = future_result.get();
      // 处理结果
  } catch (const std::exception& e) {
      // 处理异常
  }
  

std::future是多线程和异步编程中非常有用的工具，它允许你管理异步任务的状态和结果，从而更有效地利用多核处理器和并行计算能力。但要小心使用，确保正确处理异常和资源管理，以避免潜在的问题。

4.std::future 存放的是一个结果吗？

是的，std::future存放的是一个异步任务的结果。异步任务完成后，你可以使用std::future::get()方法来获取任务的结果。这个方法会等待任务完成，然后返回结果。

在前面的示例中，std::async启动了一个异步任务，该任务返回整数值42。我们使用std::future对象来获取这个结果，如下所示：

std::future<int> future_result = std::async(std::launch::async, []() {
    // 模拟一个耗时操作，返回一个结果
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    return 42;
});

// 使用std::future::get()等待任务完成并获取结果
int result = future_result.get();

在这里，future_result.get()等待任务完成，并返回42作为结果，我们将其存储在result变量中。

所以，std::future是一种用于异步任务结果的容器，它允许你在一个线程中启动任务，在另一个线程中获取任务的结果。

5.cppreference——std::future

到此这篇关于C++笔记之std::future的用法小结的文章就介绍到这了,更多相关C++ std::future内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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