C++多线程——async、packages_task、promise

合集 - 多线程(4)

1.C++多线程——线程和进程、detach和join2023-10-292.C++多线程——mutex、unique_lock、condition_variable2023-10-303.C++多线程——线程池2023-10-30

4.C++多线程——async、packages_task、promise2023-10-30

收起

异步编程 async 、future

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基本概念和使用：

• 异步执行函数：std::async 可以异步执行一个函数，这意味着函数将在后台线程中执行，而当前线程可以继续执行其他任务。

• 返回值获取：你可以获得函数的返回值，或者得到一个 std::future 对象，它允许你在将来的某个时刻获取函数的结果。

• 线程池使用：具体的线程管理是由 C++ 标准库的实现来处理的，它可以使用线程池来执行函数，以提高性能和资源利用率。

一个简单的使用示例说明 std::async 的使用:

 
#include <iostream>
#include <future>
 
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
 
int main() {
 
    std::future<int> result = std::async(std::launch::async, add, 1, 2);
 
    // 执行一些其它函数
 
    // 获取函数的返回值
    int sum = result.get();
 
    std::cout << "sum = " << sum << std::endl;
 
    return 0;
}
 
 

• 我们使用 std::launch::async 标记来显式请求在新线程中执行函数，但具体的线程管理是由标准库来处理的。

• result.get() 用于获取异步执行函数的结果，是阻塞的。如果子线程没用计算完，会阻塞在这里。

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packaged_task

C++11引入，将可调用对象（函数、函数指针、lambda表达式）包装为异步任务，并可以与期望对象std::future关联，从而获取异步执行的返回值。

主要用法：

• 包装可调用对象：std::packaged_task 允许你将一个可调用对象（函数或函数对象）包装为一个任务。

• 异步执行：你可以通过调用 std::packaged_task 对象的 operator() 方法在后台线程中执行包装的可调用对象。

• 获取结果：std::packaged_task 与 std::future 结合使用，允许你在将来的某个时刻获取任务的执行结果。

举例使用packaged_task对可调用对象进行包装，后异步执行，返回结果：

#include <iostream>
#include <future>
 
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
 
int main() {
    // 创建一个 packaged_task，将 add 函数包装起来
    std::packaged_task<int(int, int)> task(add);
 
    // 获取与任务相关联的 future
    std::future<int> result = task.get_future();
 
    // 异步执行任务
    std::thread t(std::move(task), 3, 4);
 
    // 执行一些其他工作...
 
    // 获取任务的执行结果
    int sum = result.get();
 
    t.join();
 
    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;
 
    return 0;
}
 

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promise

std::promise 是一种用于在一个线程中生成一个结果，并在另外一个线程中获取结果的机制。std::promise 允许一个线程承诺（promise）一个值，并提供一个与之关联的 std::future，在另一个线程中可以通过 std::future 获取该值。

以下是 std::promise 的主要概念和用法：

• 生成值：一个线程使用 std::promise 来生成一个值，可以是任何类型的数据（例如，整数、字符串、自定义结构等）。

• 提供 std::future：std::promise 提供了一个 get_future() 方法，它返回一个与该 promise 关联的 std::future 对象，可以用于在其他线程中等待获取值。

• 获取值：在另一个线程中，你可以使用与 promise 关联的 std::future 来等待获取值。一旦 promise 的值被设置，std::future 可以获取到该值。

以下示例说明使用promise设置值并获取值的过程：

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
 
void setValue(std::promise<int>& p) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds (2));
    p.set_value(42);
}
 
int main() {
 
    std::promise<int> myPromise;
 
    std::future<int> res = myPromise.get_future();
 
    std::thread t(setValue, std::ref(myPromise));
 
    int value = res.get();
 
    t.join();
 
    std::cout << "The value is " << value << std::endl;
 
    return 0;
}