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::futurestd::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 futureget 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>