C++并发与多线程学习笔记--async、future、packaged_task、promise

• async
• future
• packaged_task
• promise

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async

std:async 是个函数，用来启动一个异步任务，启动起来一个异步任务之后，返回一个std::futre对象，启动一个异步任务，就是自动创建一个线程并开始执行对应的线程入口函数，它返回一个std::future对象，这个std::future对象里面就含有线程入口函数返回的结果。可以通过调用future对象的成员函数get来获取结果。

"future" 提供了一种访问异步操作结果的机制，程序运行的结果，可能没有办法马上拿到。可能需要一定时间才能返回结果。在线程执行完毕的时候，就能够拿到结果。所以大家这么理解，future里会保存一个值。

例子：

引入一个头文件

#include<future>

　需要执行的函数,线程入口函数

int mythread()
{
cout << "my thread start, and thread id is " << std::this_thread::get_id() <<endl;
std::chrono::milliseconds dura(500);
std::this_thread::sleep_for(dura);
cout << "my thread end, and thread id is " << std::this_thread::get_id() <<endl;

return 5;

}

　　在main中：

	cout << "Main Thread End!!! " <<std::this_thread::get_id() <<endl;
	
	std::future<int> result = std::async(mythread);

	cout << "continue..." << endl;

	int def = 0;
	def = 0;
	cout << result.get() << endl;
	cout << "Main thread end" << endl;

　　当执行到get的时候，系统会卡在这里，一直等待线程执行完毕。线程执行完毕之后，返回。future里有个标记，标记当前的线程已经执行完毕，流程才能继续往下走。绑定关系，future和async创建的线程绑定到一起，一定要等待线程执行完了，程序才能往下执行。

future

get函数不拿到 future的返回值，就卡在这里等待拿值，必须要保证和future有关的函数一定要有返回值。

future中还有一个wait()，等待线程返回，本身并不返回结果。 join();

程序中如果同时写多个get函数，那么就会报错，get只能调用一次！

在std::thread 用类的成员函数来作为线程的入口函数，用async也能用类的成员函数来作为线程的入口函数。

std::future<int> result = std::async(&class::method, &obj, para1)

　从第三个参数开始，才是成员函数对应的参数。第二个参数是一个对象引用，才能保证线程里面用的是同一个对象，线程里面当执行函数的时候仍然对应的是那个对象。

std::future<int> result = std::async(std::launch::deferred, &class::method, &obj, para1);

std::future<int> result = std::async(std::launch::async, &class::method, &obj, para1);

　　

如果新建了future对象之后，不用get()和wait()，线程依然会运行，线程运行结束后，程序退出。

get()成员函数等待线程执行结束后返回结果，我们通过额外向std::async()传递一个参数，该参数类型是std::launch类型(枚举类型)来达到一些特殊的目的。

a)std::launch::deferred:表示线程入口函数调用被延迟到std::future的wait()或者get()函数调用时才执行。实际上线程根本没有被创建。

b) std::launch::async，在调用的时候就开始创建线程，不会等到get().

两个标记不能一起使用，用的时候必须要搞明白这些标记的含义。

packaged_task

std::packaged_task：打包任务，或者说将任务包装起来，这也是一个类模板。模板参数是各种可调用参数，通过packaged_task可以把各种可调用对象包装起来，方便将来作为线程入口函数作为调用。

在main函数中，相当于包装了一个函数，<int(int)> 返回值(参数)，实参就是入口函数，可调用对象。我们

std::packaged_task<int(int)>  mypt(mythread);

把函数mythread通过如下写法调用:

std::thread t1(std::ref(mypt), 1);

　只不过线程创建方法是包装起来的线程入口函数，线程直接开始执行，第二个参数1，作为线程入口函数的参数，作为mythread的入口参数。通过future取结果

std::future<int> result = mypt.get_future();

　　只要绑定之后，future里面保存的就是mypt里面的值。std::future对象里包含有线程入口函数的返回结果，这里result保存mythread。

packaged_task 包装起来的可调用对象还可以直接调用。

promise

std::promise这个也是一个类模板，作用是能够在某个线程中给它赋值，然后把这个值取出来。在线程中进行一个很复杂的运算，然后拿到运算结果。

void mythread(std::promise<int> &tmp, int calc);

　　可以在函数中做一系列复杂的操作，然后做其他运算，整整花费了5s，休息了一定时间，结果可以保存下来，然后

int result = calc;
tmp.set_value(result); //将结果保存并返回

　　结果保存到了tmp这个对象中，在main中声明一个std::promise对象，可以保存这个值，保存的值为int类型

std::promise<int> myprom;
std::thread t1(mythread, std::ref(myprom), para);

//然后等线程执行完
t1.join();

　　获取结果可以用到其他线程中去。

std::future<int> fu1 = myprom.get_future(); //promise和future绑定用于获取线程返回值

　　如果前面join了后面get能够马上拿到这个值。

auto result = fu1.get();