C++11 多线程 future/promise简介

1. < future >头文件简介

  • Classes

    std::future

    std::future_error

    std::packaged_task

    std::promise

    std::shared_future

  • Functions

    std::async

    std::future_category

2. std::future

简单来说,std::future提供了一种访问异步操作结果的机制。

从字面意思看,它表示未来。通常一个异步操作我们是不能马上就获取操作结果的,只能在未来某个时候获取。我们可以以同步等待的方式来获取结果,可以通过查询future的状态(future_status)来获取异步操作的结果。future_status有三种状态:

deferred:异步操作还没开始

ready:异步操作已经完成

timeout:异步操作超时

获取future结果有三种方式:get、wait、wait_for,其中get等待异步操作结束并返回结果,wait只是等待异步操作完成,没有返回值,wait_for是超时等待返回结果。

例子:

    //查询future的状态
    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);

3. std::promise

Promise对象可保存T类型的值,该值可被future对象读取(可能在另一个线程中),这是promise提供同步的一种手段。在构造promise时,promise对象可以与共享状态关联起来,这个共享状态可以存储一个T类型或者一个由std::exception派生出的类的值,并可以通过get_future来获取与promise对象关联的对象,调用该函数之后,两个对象共享相同的共享状态(shared state)。

Promise对象是异步provider,它可以在某一时刻设置共享状态的值。

Future对象可以返回共享状态的值,或者在必要的情况下阻塞调用者并等待共享状态标识变为ready,然后才能获取共享状态的值。

例子:

#include <iostream>       // std::cout
#include <functional>     // std::ref
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future

void print_int(std::future<int>& fut) {
    int x = fut.get(); // 获取共享状态的值.
    std::cout << "value: " << x << ‘\n‘; // 打印 value: 10.
}

int main ()
{
    std::promise<int> prom; // 生成一个 std::promise<int> 对象.
    std::future<int> fut = prom.get_future(); // 和 future 关联.
    std::thread t(print_int, std::ref(fut)); // 将 future 交给另外一个线程t.
    prom.set_value(10); // 设置共享状态的值, 此处和线程t保持同步.
    t.join();
    return 0;
}

std::promise 构造函数

构造函数
default (1) promise();
with allocator (2) template promise (allocator_arg_t aa, const Alloc& alloc);
copy [deleted] (3) promise (const promise&) = delete;
move (4) promise (promise&& x) noexcept;
  • 1.默认构造函数,初始化一个空的共享状态。
  • 2.带自定义内存分配器的构造函数,与默认构造函数类似,但是使用自定义分配器来分配共享状态。
  • 3.拷贝构造函数,被禁用。
  • 4.移动构造函数。

    另外,std::promise 的 operator= 没有拷贝语义,即 std::promise 普通的赋值操作被禁用,operator= 只有 move 语义,所以 std::promise 对象是禁止拷贝的。

std::promise 成员函数

std::promise::get_future:返回一个与promise共享状态相关联的future对象

std::promise::set_value:设置共享状态的值,此后promise共享状态标识变为ready

std::promise::set_exception:为promise设置异常,此后promise的共享状态标识变为ready

std::promise::set_value_at_thread_exit:设置共享状态的值,但是不将共享状态的标志设置为 ready,当线程退出时该 promise 对象会自动设置为 ready(注意:该线程已设置promise的值,如果在线程结束之后有其他修改共享状态值的操作,会抛出future_error(promise_already_satisfied)异常)

std::promise::swap:交换 promise 的共享状态

4. std::packaged_task

std::packaged_task包装了一个可调用的目标(如function, lambda expression, bind expression, or another function object),以便异步调用,它和promise在某种程度上有点像,promise保存了一个共享状态的值,而packaged_task保存的是一个函数。

    std::packaged_task<int()> task([](){ return 7; });
    std::thread t1(std::ref(task));
    std::future<int> f1 = task.get_future();
    auto r1 = f1.get();

5. 小结

Promise,Future 和 Callback常常作为并发编程中一组非阻塞的模型。其中 Future 表示一个可能还没有实际完成的异步任务的【结果】,针对这个结果可以添加 Callback 以便在任务执行成功或失败后做出对应的操作,而 Promise 交由任务执行者,任务执行者通过 Promise 可以标记任务完成或者失败。

6. std::async

std::async大概的工作过程:先将异步操作用std::packaged_task包装起来,然后将异步操作的结果放到std::promise中,这个过程就是创造未来的过程。外面再通过future.get/wait来获取这个未来的结果。

可以说,std::async帮我们将std::future、std::promise和std::packaged_task三者结合了起来。

std::async的原型:

async(std::launch::async | std::launch::deferred, f, args...)

第一个参数是线程的创建策略,默认的策略是立即创建线程:

std::launch::async:在调用async就开始创建线程。

std::launch::deferred:延迟加载方式创建线程。调用async时不创建线程,直到调用了future的get或者wait时才创建线程。

第二个参数是线程函数,后面的参数是线程函数的参数。

简单的例子:

    std::future<int> f1 = std::async(std::launch::async, [](){
        return 8;
    }); 

    cout<<f1.get()<<endl; //output: 8

    std::future<int> f2 = std::async(std::launch::async, [](){
        cout<<8<<endl;
    }); 

    f2.wait(); //output: 8
时间: 2024-11-08 17:06:39

C++11 多线程 future/promise简介的相关文章

C++11多线程——&lt;future&gt;之std::promise学习

一  <future>头文件简介 1 Classes std::future std::future_error std::packaged_task std::promise std::shared_future 2 Functions std::async std::future_category 二 std::promise类 1 std::promise class statement Template <class T> promise; Template <cla

folly教程系列之:future/promise

     attension:本文严禁转载. 一.前言 promise/future是一个非常重要的异步编程模型,它可以让我们摆脱传统的回调陷阱,从而使用更加优雅.清晰的方式进行异步编程.c++11中已经开始支持std::future/std::promise,那么为什么folly还要提供自己的一套实现呢?原因是c++标准提供的future过于简单,而folly的实现中最大的改进就是可以为future添加回调函数(比如then),这样可以方便的链式调用,从而写出更加优雅.间接的代码,然后,改进还

C++11 并发指南一(C++11 多线程初探)(转)

引言 C++11 自2011年发布以来已经快两年了,之前一直没怎么关注,直到最近几个月才看了一些 C++11 的新特性,今后几篇博客我都会写一些关于 C++11 的特性,算是记录一下自己学到的东西吧,和大家共勉. 相信 Linux 程序员都用过 Pthread, 但有了 C++11 的 std::thread 以后,你可以在语言层面编写多线程程序了,直接的好处就是多线程程序的可移植性得到了很大的提高,所以作为一名 C++ 程序员,熟悉 C++11 的多线程编程方式还是很有益处的. 如果你对 C+

C++11 多线程

C++11开始支持多线程编程,之前多线程编程都需要系统的支持,在不同的系统下创建线程需要不同的API如pthread_create(),Createthread(),beginthread()等,使用起来都比较复杂,C++11提供了新头文件<thread>.<mutex>.<atomic>.<future>等用于支持多线程. 使用C++11开启一个线程是比较简单的,下面来看一个简单的例子: #include <thread> #include &

Future Promise 模式(netty源码9)

netty源码死磕9  Future Promise 模式详解 1. Future/Promise 模式 1.1. ChannelFuture的由来 由于Netty中的Handler 处理都是异步IO操作,结果是未知的. Netty继承和扩展了JDK Future的API,定义了自身的Future系列类型,实现异步操作结果的获取和监控. 其中,最为重要的是ChannelFuture . 代码如下: public interface ChannelFuture extends Future<Voi

C++11多线程教学(二)

转载自:http://www.cnblogs.com/lidabo/p/3908713.html C++11多线程教学II 从我最近 发布的C++11线程教学文章里,我们已经知道C++11线程写法与POSIX的pthreads写法相比,更为简洁.只需很少几个简单概念,我们就能搭 建相当复杂的处理图片程序,但是我们回避了线程同步的议题.在接下来的部分,我们将进入C++11多线程编程的同步领域,看看如何来同步一组并行的线程. 我们快速回顾一下如何利用c++11创建线程组.上次教学当中,我们用传统c数

C++11多线程教学(一)

转载自:http://www.cnblogs.com/lidabo/p/3908705.html 本篇教学代码可在GitHub获得:https://github.com/sol-prog/threads. 在之前的教学中,我展示了一些最新进的C++11语言内容: 1. 正则表达式(http://solarianprogrammer.com/2011/10/12/cpp-11-regex-tutorial/) 2. raw string(http://solarianprogrammer.com/

C++11多线程编程之互斥量

+(UIImage*)createImageFromView:(UIView*)view { //obtain scale CGFloat scale = [UIScreen mainScreen].scale; 开始绘图,下面方法,第一个参数表示区域大小.第二个参数表示是否是非透明的.如果需要显示半透明效果,需要传NO,否则传YES.第三个参数就是屏幕密度了 UIGraphicsBeginImageContextWithOptions(CGSizeMake(view.frame.size.wi

多线程future

多线程future,布布扣,bubuko.com