C++11——多线程编程9
这节是讨论怎么使用std::async来执行异步task
什么是std::async
std::async()是一个接受回调(函数或函数对象)作为参数的函数模板，并有可能异步执行它们
template <class Fn, class... Args> future<typename result_of<Fn(Args...)>::type> async (launch policy, Fn&& fn, Args&&... args);
std::async返回一个 std::future<T>，它存储由 std::async()执行的函数对象返回的值。
函数期望的参数可以作为函数指针参数后面的参数传递给std::async()。
std::async中的第一个参数是启动策略，它控制std::async的异步行为，我们可以用三种不同的启动策略来创建std::async
·std::launch::async
保证异步行为，即传递函数将在单独的线程中执行
·std::launch::deferred
当其他线程调用get()来访问共享状态时，将调用非异步行为
·std::launch::async | std::launch::deferred
默认行为。有了这个启动策略，它可以异步运行或不运行，这取决于系统的负载，但我们无法控制它。
如果我们不指定一个启动策略，其行为将类似于std::launch::async | std::launch::deferred
本节我们将使用std::launch::async启动策略
我们可以在std::async传递任何回调，如：
·函数指针
·函数对象
·lambda表达式
std::async的需求
假设我们必须从数据库和文件系统里里获取一些数据（字符串），然后需要合并字符串并打印。
在单线程中，我们这样做：
#include <iostream> #include <string> #include <chrono> #include <thread> using namespace std::chrono; std::string fetchDataFromDB(std::string recvData) { //确保函数要5秒才能执行完成 std::this_thread::sleep_for(seconds(5)); //处理创建数据库连接、获取数据等事情 return "DB_" + recvData; } std::string fetchDataFromFile(std::string recvData) { //确保函数要5秒才能执行完成 std::this_thread::sleep_for(seconds(5)); //处理获取文件数据 return "File_" + recvData; } int main() { //获取开始时间 system_clock::time_point start = system_clock::now(); //从数据库获取数据 std::string dbData = fetchDataFromDB("Data"); //从文件获取数据 std::string fileData = fetchDataFromFile("Data"); //获取结束时间 auto end = system_clock::now(); auto diff = duration_cast<std::chrono::seconds>(end - start).count(); std::cout << "Total Time taken= " << diff << "Seconds" << std::endl; //组装数据 std::string data = dbData + " :: " + fileData; //输出组装的数据 std::cout << "Data = " << data << std::endl; return 0; }
由于函数 fetchDataFromDB() 和 fetchDataFromFile()各自在单独的线程中运行5秒，所以，总共耗时10秒。
既然从数据库和文件系统中获取数据是独立的并且都要耗时，那我们可以并行地运行他们。
一种方式是创建一个新的线程传递一个promise作为线程函数的参数，并在调用线程中从关联的std::future对象获取数据
另一种方式就是使用std::async
使用函数指针调用std::async作为回调
修改上面的代码，并使用std::async异步调用fetchDataFromDB()
std::future<std::string>resultFromDB = std::async(std::launch::async, fetchDataFromDB, "Data"); std::string dbData = resultDromDB.get()
std::async()做如下的事情
·自动创建一个线程(或从内部线程池中挑选)和一个promise对象。
·然后将std::promise对象传递给线程函数，并返回相关的std::future对象
·当我们传递参数的函数退出时，它的值将被设置在这个promise对象中，所以最终的返回值将在std::future对象中可用
现在改变上面的例子，使用std::async异步地从数据库中获取数据
#include <iostream> #include <string> #include <chrono> #include <thread> #include <future> using namespace std::chrono; std::string fetchDataFromDB(std::string recvData) { //确保函数要5秒才能执行完成 std::this_thread::sleep_for(seconds(5)); //处理创建数据库连接、获取数据等事情 return "DB_" + recvData; } std::string fetchDataFromFile(std::string recvData) { //确保函数要5秒才能执行完成 std::this_thread::sleep_for(seconds(5)); //处理获取文件数据 return "File_" + recvData; } int main() { //获取开始时间 system_clock::time_point start = system_clock::now(); std::future<std::string> resultFromDB = std::async(std::launch::async, fetchDataFromDB, "Data"); //从文件获取数据 std::string fileData = fetchDataFromFile("Data"); //从DB获取数据 //数据在future<std::string>对象中可获取之前，将一直阻塞 std::string dbData = resultFromDB.get(); //获取结束时间 auto end = system_clock::now(); auto diff = duration_cast<std::chrono::seconds>(end - start).count(); std::cout << "Total Time taken= " << diff << "Seconds" << std::endl; //组装数据 std::string data = dbData + " :: " + fileData; //输出组装的数据 std::cout << "Data = " << data << std::endl; return 0; }
用Function对象作为回调调用std::async
/* * Function Object */ struct DataFetcher { std::string operator ()(std::string recvdData) { //确保函数要5秒才能执行完成 std::this_thread::sleep_for(seconds(5)); //处理获取文件数据 return "File_" + recvdData; } }; //用函数对象调用std::async std::future<std::string> fileResult = std::async(DataFetcher(), "Data");
用lambda函数作为回调调用std::async
std::future<std::string> resultFromDB = std::async([](std::string recvdData) { std::this_thread::sleep_for(seconds(5)); //处理创建数据库连接、获取数据等事情 return "DB_" + recvdData; }, "Data");
