C++ future async promise 用法详解 - shared_future

shared_future

目录

• shared_future
  • 获得方式
  • 作用
  • 区别
  • 原理
  • 基本函数
  • 基本用法

获得方式

• 只能由 future 得到

作用

• 同 future

区别

• 可以多线程、多次访问 shared state

原理

• shared state 指针 + 引用计数

基本函数

• 构造函数、析构函数和赋值操作等

  // valid 情况 1 ：false，2 ：同参数，且参数 valid 情况不变，3、4 ：同参数，且参数 valid 变为 false
  shared_future() noexcept;
  shared_future (const shared_future& x);
  shared_future (shared_future&& x) noexcept;
  shared_future (future<T>&& x) noexcept;
  // shared state 引用计数减一，若为0，shared state 析构
  ~shared_future();
  // 若之前 valid，将之前 shared state 引用计数减一，若为0，shared state 析构
  // 赋值之后 引用计数 +1， valid 同参数，1 ： 参数 valid 不变，2 ：参数 valid 变为 false
  shared_future& operator= (shared_future&& rhs) noexcept;
  shared_future& operator= (const shared_future& rhs);
  

• 同步函数

  • 效果跟 future 完全相同
  • 除了 shared state 可以被多个 shared future 共享，并用引用计数维护
  • 可以 多对象、 多线程、 多次调用

  // 是否与 shared state 关联
  // default 构造 false
  bool valid() const noexcept;
  // 当 shared state 为 ready 时，返回 value 或者 抛出异常
  // 不 ready 时，阻塞线程
  R& future<R&>::get();       // when T is a reference type (R&)
  void future<void>::get();   // when T is void
  // 效果同 get(), 但是 不返回 value / exception 的效果
  void wait() const;
  // 效果同 wait(), 但是 等一段时间（timeout_duration） 之后返回
  // 当 deferred function 时，不阻塞
  // future_status::ready、timeout、deferred
  template <class Rep, class Period>
  future_status wait_for (const chrono::duration<Rep,Period>& rel_time) const;
  // 效果同 wait(), 但是 等到（timeout_time） 之后返回
  // 当 deferred function 时，不阻塞
  // future_status::ready、timeout、deferred
  template <class Clock, class Duration>
  future_status wait_until (const chrono::time_point<Clock,Duration>& abs_time) const;
  

基本用法

• 检查 valid

• 根据需要调用同步函数

  #include <chrono>
  #include <iostream>
  #include <future>
  #include <vector>
  #include <thread>
   
  int fib(int n) {
    if (n < 3) return 1;
    else return fib(n-1) + fib(n-2);
  }
  
  int main() {
      // future
      std::future<int> f0 = std::async(std::launch::async, [](){
          return fib(1 << 5);
      });
      std::cout << "f0: " << f0.valid() << '\n';
      // shared_future
      std::shared_future<int> f1(std::move(f0));
      std::cout << "f0: " << f0.valid() << '\n';
      std::cout << "f1: " << f1.valid() << '\n';
  
      std::shared_future<int> f2 =  f1;
      std::cout << "f1: " << f1.valid() << '\n';
      std::cout << "f2: " << f2.valid() << '\n';
  
      std::shared_future<int> f3(std::move(f1));
      std::cout << "f1: " << f1.valid() << '\n';
      std::cout << "f2: " << f2.valid() << '\n';
      std::cout << "f3: " << f2.valid() << '\n';
  
      // future
      f0 = std::async(std::launch::async, [](){
          return fib((1 << 5) + (1 << 3));
      });
      std::cout << "f0: " << f0.valid() << '\n';
      // shared_future
      f1 = f0.share();
      std::cout << "f0: " << f0.valid() << '\n';
      std::cout << "f1: " << f1.valid() << '\n';
      std::cout << "f2: " << f2.valid() << '\n';
      std::cout << "f3: " << f2.valid() << '\n';
  
      std::cout << "f1: " << f1.get() << '\n';
      std::cout << "f2: " << f2.get() << '\n';
      std::cout << "f2: " << f3.get() << '\n';
  
      std::vector<std::thread> ts;
      for (size_t i = 0; i < 10; i++)
          ts.emplace_back(std::move(std::thread([&](){
              std::cout << "f1: " << f1.valid() << " " << f1.get() << '\n';
              std::cout << "f2: " << f2.valid() << " " << f2.get() << '\n';
              std::cout << "f3: " << f2.valid() << " " << f2.get() << '\n';
          })));
      for (auto& t : ts) 
          t.join();
      return 0;
  }
  

  未完待续

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