一次性事件

当我们在候车时，我们会通过一些其他的方式打发时间，但是我们的根本目的是等待火车发车。这种等待是一次性的，车来了，我们走了。我们会再一次等车，但是两次等车没有关联。

在 C++ 的并发模型中，这样的一次性事件叫做期望值 (future) ，future 关联到指定的事件并等待它完成后返回。事件一般在另一个线程发生，所以当前线程等待事件时也可以做一些其他的事。

C++ 标准库中定义了两种 future 的实现： std::future 和 std::shared_future 。区别在于前一个只能关联一个事件，后一个可以关联多个事件。

异步任务

要让事件发生在另一个线程，使用 std::async ，它可以启动一个异步任务并通过 future 获取结果。看下面的代码。

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#include <future>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <chrono>

int main() {
    std::future<int> answer = std::async([](){
        std::cout << "async pid: " << std::this_thread::get_id() << std::endl; // 打印 async 启动线程的 id
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5)); // 停止三秒
        std::cout << "async complete" << std::endl; // 完成
        return 42; // 返回一个值
    });

    // 主线程做一些事
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 停留两秒
    std::cout << "main pid: " << std::this_thread::get_id() << std::endl; // 打印主线程 id

    std::cout << "the answer is: \n" << answer.get() << std::endl; // 我们等待的事件，并取得返回值
    std::cout << "main finish" << std::endl;
    return 0;
}

下面是输出结果：

async pid: 140648718300928 main pid: 140648718305088 the answer is: async complete 42 main finish

future<int> 关联一个 std::async 事件， int 表示返回值是 int ，上面直接传入一个 lambda ，也可以传一个函数和对应的参数。在这种情况下， future 关联到 async 起的事件时，事件马上发生，最后 future 在它期望得到结果的地方会阻塞，直到取得结果。

std::async 第一个参数可以指定一个值，表示 std::async 启动线程执行事件的时间。值为 std::launch::async 表示事件在独立的线程执行， std::async 的默认值就是这个，即上面那种情况。值为 std::launch::deferred 表示事件延迟到 future 的 get 或者 wait 调用时执行。

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#include <future>
#include <thread>
#include <iostream>
#include <chrono>

int main() {
    std::future<int> answer = std::async(std::launch::deferred, [](){ // 不同
        std::cout << "async pid: " << std::this_thread::get_id() << std::endl; // 打印 async 启动线程的 id
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5)); // 停止三秒
        std::cout << "async complete" << std::endl; // 完成
        return 42; // 返回一个值
    });

    // 主线程做一些事
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 停留两秒
    std::cout << "main pid: " << std::this_thread::get_id() << std::endl; // 打印主线程 id

    std::cout << "the answer is: \n" << answer.get() << std::endl; // 我们等待的事件，并取得返回值
    std::cout << "main finish" << std::endl;
    return 0;
}

main pid: 140590448473920 the answer is: async pid: 140590448473920 async complete 42 main finish

从上面的结果就可以看出， std::async 的时间到 get 调用时才执行。

如果不需要返回值，可以使用 future<void>