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C++11之std::future對(duì)象的使用以及說明

更新時(shí)間：2023年02月28日 14:17:59 作者：Jimmy1224

這篇文章主要介紹了C++11之std::future對(duì)象的使用以及說明，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教

std::future介紹

在前面幾篇文章中基本都用到thread對(duì)象，它是C++11中提供異步創(chuàng)建多線程的工具。

但是我們想要從線程中返回異步任務(wù)結(jié)果，一般需要依靠全局變量；從安全角度看，有些不妥；為此C++11提供了std::future類模板，future對(duì)象提供訪問異步操作結(jié)果的機(jī)制，很輕松解決從異步任務(wù)中返回結(jié)果。

在C++標(biāo)準(zhǔn)庫中，有兩種“期望”

使用兩種類型模板實(shí)現(xiàn)

唯一期望(unique futures，std::future<>) std::future的實(shí)例只能與一個(gè)指定事件相關(guān)聯(lián)。
共享期望(shared futures)(std::shared_future<>) std::shared_future的實(shí)例就能關(guān)聯(lián)多個(gè)事件。

這里主要介紹的是唯一期望，std::future類模板定義頭文件<future>

其函數(shù)聲明如下：

template< class T > 
class future;
//數(shù)據(jù)有關(guān)的期望
template< class T > 
class future<T&>;
//數(shù)據(jù)無關(guān)的期望
template<>          
class future<void>;

對(duì)于future補(bǔ)充說明如下：

std::async 、std::packaged_task 或 std::promise 能提供一個(gè)std::future對(duì)象給該異步操作的創(chuàng)建者
異步操作的創(chuàng)建者能用各種方法查詢、等待或從 std::future 提取值。若異步操作仍未提供值，則這些方法可能阻塞。
異步操作準(zhǔn)備好發(fā)送結(jié)果給創(chuàng)建者時(shí)，它能通過接口（eg,std::promise::set_value std::future）修改共享狀態(tài)的值。

其成員函數(shù)如下：

細(xì)節(jié)說明

wait系列操作

其函數(shù)聲明如下：

void wait() const;

當(dāng)共享狀態(tài)值是不可以用時(shí)，調(diào)用wait接口可以一直阻塞，直到共享狀態(tài)變?yōu)?quot;就緒"時(shí)，就變?yōu)榭梢杂昧恕?/p>

get操作

get是獲取共享狀態(tài)的結(jié)果它有以下三種形式：

//僅為泛型 future 模板的成員
T get();
//(僅為 future<T&> 模板特化的成員)
T& get();
//僅為 future<void> 模板特化的成員
void get();

如果我們沒有調(diào)用wait接口，而是直接掉用get接口，它等價(jià)于先調(diào)用wait()而后在調(diào)用get接口，得到異步操作的結(jié)果。

當(dāng)調(diào)用此方法后 valid() 為 false ，共享狀態(tài)被釋放，即future對(duì)象釋一次性的事件。

時(shí)序圖

按照自己的理解，將std::future對(duì)象的使用以及內(nèi)部邏輯用時(shí)序圖進(jìn)行表達(dá)，如下：

std::future使用

下面就用std::future對(duì)象來獲取異步操作的結(jié)果，沒有使用到全局變量，邏輯非常清晰

代碼如下：

//通過async來獲取異步操作結(jié)果
std::future<int>  result = std::async([](){ 
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
    return 8; 
});

std::cout << "the future result : " << result.get() << std::endl;
std::cout << "the future status : " << result.valid() << std::endl;
try
{
    result.wait();  //或者 result.get() ,會(huì)異常
  //因此std::future只能用于單線程中調(diào)用 ，多線程調(diào)用使用std::share_future();
}
catch (...)
{
    std::cout << "get error....\n ";
}

運(yùn)行結(jié)果：