C++11的std::future对象如何使用

作者:有用网 阅读量:181 发布时间:2024-01-09
关键字 C++

这篇“C++11的std::future对象如何使用”文章的知识点大部分人都不太理解,所以小编给大家总结了以下内容,内容详细,步骤清晰,具有一定的借鉴价值,希望大家阅读完这篇文章能有所收获,下面我们一起来看看这篇“C++11的std::future对象如何使用”文章吧。

    std::future介绍

    在前面几篇文章中基本都用到thread对象,它是C++11中提供异步创建多线程的工具。

    但是我们想要从线程中返回异步任务结果,一般需要依靠全局变量;从安全角度看,有些不妥;为此C++11提供了std::future类模板,future对象提供访问异步操作结果的机制,很轻松解决从异步任务中返回结果。

    在C++标准库中,有两种“期望”

    使用两种类型模板实现

    • 唯一期望(unique futures,std::future<>) std::future的实例只能与一个指定事件相关联。

    • 共享期望(shared futures)(std::shared_future<>) std::shared_future的实例就能关联多个事件。

    这里主要介绍的是唯一期望,std::future类模板定义头文件<future>

    其函数声明如下:

    template< class T > 
    class future;
    //数据有关的期望
    template< class T > 
    class future<T&>;
    //数据无关的期望
    template<>          
    class future<void>;

    对于future补充说明如下:

    • std::async 、std::packaged_task 或 std::promise 能提供一个std::future对象给该异步操作的创建者

    • 异步操作的创建者能用各种方法查询、等待或从 std::future 提取值。若异步操作仍未提供值,则这些方法可能阻塞。

    • 异步操作准备好发送结果给创建者时,它能通过接口(eg,std::promise::set_value std::future) 修改共享状态的值。

    其成员函数如下:

    C++11的std::future对象如何使用

    细节说明

    wait系列操作

    其函数声明如下:

    void wait() const;

    当共享状态值是不可以用时,调用wait接口可以一直阻塞,直到共享状态变为"就绪"时,就变为可以用了。

    get操作

    get是获取共享状态的结果它有以下三种形式:

    //仅为泛型 future 模板的成员
    T get();
    //(仅为 future<T&> 模板特化的成员)
    T& get();
    //仅为 future<void> 模板特化的成员
    void get();

    如果我们没有调用wait接口,而是直接掉用get接口,它等价于先调用wait()而后在调用get接口,得到异步操作的结果。

    当调用此方法后 valid() 为 false ,共享状态被释放,即future对象释一次性的事件。

    时序图

    按照自己的理解,将std::future对象的使用以及内部逻辑用时序图进行表达,如下:

    C++11的std::future对象如何使用

    std::future使用

    下面就用std::future对象来获取异步操作的结果,没有使用到全局变量,逻辑非常清晰

    代码如下:

    //通过async来获取异步操作结果
    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() ,会异常
      //因此std::future只能用于单线程中调用 ,多线程调用使用std::share_future();
    }
    catch (...)
    {
        std::cout << "get error....
     ";
    }

    运行结果:

    C++11的std::future对象如何使用


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