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為什么C++11引入std::future和std::promise？C++11創(chuàng)建了線程以后，我們不能直接從thread.join()得到結(jié)果，必須定義一個(gè)變量，在線程執(zhí)行時(shí)，對(duì)這個(gè)變量賦值，然后執(zhí)行join()，過(guò)程相對(duì)繁瑣。
當(dāng)父子線程通過(guò)全局變量共享時(shí)。std::future可以用來(lái)在父線程中獲取自線程執(zhí)行的結(jié)果。 std::promise可以用來(lái)在子線程獲取父線程設(shè)置的值。
thread庫(kù)提供了future用來(lái)訪問(wèn)異步操作的結(jié)果。std::promise用來(lái)包裝一個(gè)值將數(shù)據(jù)和future綁定起來(lái)，為獲取線程函數(shù)中的某個(gè)值提供便利，取值是間接通過(guò)promise內(nèi)部提供的future來(lái)獲取的，也就是說(shuō)promise的層次比f(wàn)uture高。
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <future>
#include <thread>
using namespace std;
int main()
{
? ? std::promise<int> promiseParam;
? ? std::thread t([](std::promise<int>& p)
? ? {
? ? ? ? std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));// 線程睡眠10s
? ? ? ? p.set_value_at_thread_exit(4);//
? ? }, std::ref(promiseParam));
? ? std::future<int> futureParam = promiseParam.get_future();
? ? auto r = futureParam.get();// 線程外阻塞等待
? ? std::cout << r << std::endl;
? ? return 0;
}
上述程序執(zhí)行到futureParam.get()時(shí)，有兩個(gè)線程，新開(kāi)的線程正在睡眠10s，而主線程正在等待新開(kāi)線程的退出值，這個(gè)操作是阻塞的，也就是說(shuō)std::future和std::promise某種程度也可以做為線程同步來(lái)使用。
std::packaged_task包裝一個(gè)可調(diào)用對(duì)象的包裝類（如function，lambda表達(dá)式（C++11之lambda表達(dá)式），將函數(shù)與future綁定起來(lái)。std::packaged_task與std::promise都有g(shù)et_future()接口，但是std::packaged_task包裝的是一個(gè)異步操作，而std::promise包裝的是一個(gè)值。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <future>
#include <thread>
using namespace std;
int main()
{
? ? std::packaged_task<int()> task([]() {
? ? ? ? std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));// 線程睡眠10s
? ? ? ? return 4; });
? ? std::thread t1(std::ref(task));
? ? std::future<int> f1 = task.get_future();
? ? auto r = f1.get();// 線程外阻塞等待
? ? std::cout << r << std::endl;
? ? return 0;
}
std::future
std::future是一個(gè)非常有用也很有意思的東西，簡(jiǎn)單說(shuō)std::future提供了一種訪問(wèn)異步操作結(jié)果的機(jī)制。從字面意思來(lái)理解，它表示未來(lái)，我覺(jué)得這個(gè)名字非常貼切，因?yàn)橐粋€(gè)異步操作我們是不可能馬上就獲取操作結(jié)果的，只能在未來(lái)某個(gè)時(shí)候獲取，但是我們可以以同步等待的方式來(lái)獲取結(jié)果，可以通過(guò)查詢future的狀態(tài)（future_status）來(lái)獲取異步操作的結(jié)果。future_status有三種狀態(tài)：
deferred：異步操作還沒(méi)開(kāi)始
ready：異步操作已經(jīng)完成
timeout：異步操作超時(shí)
//查詢future的狀態(tài)
std::future_status status;
? ? do {
? ? ? ? status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
? ? ? ? if (status == std::future_status::deferred) {
? ? ? ? ? ? std::cout << "deferred\n";
? ? ? ? } else if (status == std::future_status::timeout) {
? ? ? ? ? ? std::cout << "timeout\n";
? ? ? ? } else if (status == std::future_status::ready) {
? ? ? ? ? ? std::cout << "ready!\n";
? ? ? ? }
? ? } while (status != std::future_status::ready);
獲取future結(jié)果有三種方式：get、wait、wait_for，其中g(shù)et等待異步操作結(jié)束并返回結(jié)果，wait只是等待異步操作完成，沒(méi)有返回值，wait_for是超時(shí)等待返回結(jié)果。
std::promise為獲取線程函數(shù)中的某個(gè)值提供便利，在線程函數(shù)中給外面?zhèn)鬟M(jìn)來(lái)的promise賦值，當(dāng)線程函數(shù)執(zhí)行完成之后就可以通過(guò)promis獲取該值了，值得注意的是取值是間接的通過(guò)promise內(nèi)部提供的future來(lái)獲取的。它的基本用法：
? ? std::promise<int> pr;
? ? std::thread t([](std::promise<int>& p){ p.set_value_at_thread_exit(9); },std::ref(pr));
? ? std::future<int> f = pr.get_future();
? ? auto r = f.get();
std::packaged_task它包裝了一個(gè)可調(diào)用的目標(biāo)（如function, lambda expression, bind expression, or another?function object）,以便異步調(diào)用，它和promise在某種程度上有點(diǎn)像，promise保存了一個(gè)共享狀態(tài)的值，而packaged_task保存的是一個(gè)函數(shù)。它的基本用法：
#include
#include
int Test_Fun(int a, int b, int &c)
{
//a=1,b=2,c=0
//突出效果，休眠5s
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
//c=233
c = a + b + 230;
return c;
}
int main()
{
//聲明一個(gè)std::packaged_task對(duì)象pt1，包裝函數(shù)Test_Fun
std::packaged_task pt1(Test_Fun);
//聲明一個(gè)std::future對(duì)象fu1，包裝Test_Fun的返回結(jié)果類型，并與pt1關(guān)聯(lián)
std::future fu1 = pt1.get_future();
//聲明一個(gè)變量
int c = 0;
//創(chuàng)建一個(gè)線程t1，將pt1及對(duì)應(yīng)的參數(shù)放到線程里面執(zhí)行
std::thread t1(std::move(pt1), 1, 2, std::ref(c)); //這必須用轉(zhuǎn)移,或std::ref(pt1)
t1.join();
//阻塞至線程t1結(jié)束(函數(shù)Test_Fun返回結(jié)果)
int iResult = fu1.get();
std::cout << "執(zhí)行結(jié)果：" << iResult << std::endl; //執(zhí)行結(jié)果：233
std::cout << "c：" << c << std::endl; //c：233
system("pause");
return 1;
}
而std::async比std::promise, std::packaged_task和std::thread更高一層，它可以直接用來(lái)創(chuàng)建異步的task，異步任務(wù)返回的結(jié)果也保存在future中。std::async的原型：
async( std::launch policy, Function&& f, Args&&... args );
std::launch policy有兩個(gè)，一個(gè)是調(diào)用即創(chuàng)建線程（std::launch::async），一個(gè)是延遲加載方式創(chuàng)建線程（std::launch::deferred），當(dāng)?shù)羰褂胊sync時(shí)不創(chuàng)建線程，知道調(diào)用了future的get或者wait時(shí)才創(chuàng)建線程。之后是線程函數(shù)和線程參數(shù)。
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
int main()
{
? ? // future from a packaged_task
? ? std::packaged_task<int()> task([]() {
? ? ? ? std::cout << "packaged_task started" << std::endl;
? ? ? ? return 7; }); // wrap the function
? ? std::future<int> f1 = task.get_future();? // get a future
? ? std::thread(std::move(task)).detach(); // launch on a thread
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? // future from an async()
? ? std::future<int> f2 = std::async(std::launch::deferred, []() {
? ? ? ? std::cout << "Async task started" << std::endl;
? ? ? ? return 8; });
? ? // future from a promise
? ? std::promise<int> p;
? ? std::future<int> f3 = p.get_future();
? ? std::thread([&p] { p.set_value_at_thread_exit(9); }).detach();
? ? f1.wait();
? ? f2.wait();
? ? f3.wait();
? ? std::cout << "Done!\nResults are: "
? ? ? ? << f1.get() << ' ' << f2.get() << ' ' << f3.get() << '\n';
}
