C++11中std::future的具体使用方法

2023-08-02 13:42:03 91

C++11中的std::future是一个模板类。std::future提供了一种用于访问异步操作结果的机制。std::future所引用的共享状态不能与任何其它异步返回的对象共享(与std::shared_future相反)(std::futurereferencessharedstatethatisnotsharedwithanyotherasynchronousreturnobjects(asopposedtostd::shared_future))。一个future是一个对象，它可以从某个提供者的对象或函数中检索值，如果在不同的线程中，则它可以正确地同步此访问(Afutureisanobjectthatcanretrieveavaluefromsomeproviderobjectorfunction,properlysynchronizingthisaccessifindifferentthreads)。

有效的future是与共享状态(sharedstate)关联的future对象，可以通过调用以下函数(provider)来构造future对象：std::async、std::promise::get_future、std::packaged_task::get_future。future对象仅在它们是有效时才有用。

模板类std::future成员函数包括：

1.构造函数：(1).不带参数的默认构造函数，此对象没有共享状态，因此它是无效的，但是可以通过移动赋值的方式将一个有效的future值赋值给它；(2).禁用拷贝构造；(3).支持移动构造。

2.析构函数：销毁future对象，它是异常安全的。

3.get函数：(1).当共享状态就绪时，返回存储在共享状态中的值(或抛出异常)。(2).如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪。(3).当共享状态就绪后，则该函数将取消阻塞并返回(或抛出)释放其共享状态，这使得future对象不再有效，因此对于每一个future共享状态，该函数最多应被调用一次。(4).std::future::get()不返回任何值，但仍等待共享状态就绪并释放它。(5).共享状态是作为原子操作(atomicoperation)被访问。

4.operator=：(1).禁用拷贝赋值。(2).支持移动赋值：如果在调用之前，此对象是有效的(即它已经访问共享状态)，则将其与先前已关联的共享状态解除关联。如果它是与先前共享状态关联的唯一对象，则先前的共享状态也会被销毁。

5.share函数：获取共享的future，返回一个std::shared_future对象，该对象获取future对象的共享状态。future对象将不再有效。

6.valid函数：检查共享状态的有效性，返回当前的future对象是否与共享状态关联。一旦调用了std::future::get()函数，再调用此函数将返回false。

7.wait函数：(1).等待共享状态就绪。(2).如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪。(3).当共享状态就绪后，则该函数将取消阻塞并void返回。

8.wait_for函数：(1).等待共享状态在指定的时间内(timespan)准备就绪。(2).如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪或已达到设置的时间。(3).此函数的返回值类型为枚举类future_status。此枚举类有三种label：ready：共享状态已就绪；timeout：在指定的时间内未就绪；deferred：共享状态包含了一个延迟函数(deferredfunction)。

9.wait_until函数：(1).等待共享状态在指定的时间点(timepoint)准备就绪。(2).如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪或已达到指定的时间点。(3).此函数的返回值类型为枚举类future_status。

详细用法见下面的测试代码，下面是从其他文章中copy的测试代码，部分作了调整，详细内容介绍可以参考对应的reference：

#include"future.hpp"
#include
#include
#include
#include
#include

namespacefuture_{

///////////////////////////////////////////////////////////
//reference:http://www.cplusplus.com/reference/future/future/
inttest_future_1()
{
{//constructor/get/operator=
autoget_value=[](){return10;};
std::futurefoo;//default-constructed
std::futurebar=std::async(get_value);//move-constructed

intx=bar.get();
std::cout<<"value:"<foo2(std::async(get_value));
std::cout<<"value:"<fut=std::async([](){return10;});
std::shared_futureshfut=fut.share();

//std::cout<<"value:"<foo,bar;
foo=std::async([](){return10;});
bar=std::move(foo);

if(foo.valid())std::cout<<"foo'svalue:"<fut=std::async(is_prime,194232491);

std::cout<<"checking...\n";
fut.wait();

std::cout<<"\n194232491";
if(fut.get())//guaranteedtobeready(andnotblock)afterwaitreturns
std::cout<<"isprime.\n";
else
std::cout<<"isnotprime.\n";
}

{//wait_for
autois_prime=[](intx){
for(inti=2;ifut=std::async(is_prime,700020007);

//dosomethingwhilewaitingforfunctiontosetfuture:
std::cout<<"checking,pleasewait";
std::chrono::millisecondsspan(100);
while(fut.wait_for(span)==std::future_status::timeout)//可能多次调用std::future::wait_for函数
std::cout<<'.';

boolx=fut.get();//retrievereturnvalue
std::cout<<"\n700020007"<<(x?"is":"isnot")<<"prime.\n";
}

return0;
}

///////////////////////////////////////////////////////////
//reference:https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/future
inttest_future_2()
{
//futurefromapackaged_task
std::packaged_tasktask([]{return7;});//wrapthefunction
std::futuref1=task.get_future();//getafuture
std::threadt(std::move(task));//launchonathread

//futurefromanasync()
std::futuref2=std::async(std::launch::async,[]{return8;});

#ifdef_MSC_VER
//futurefromapromise
std::promisep;
std::futuref3=p.get_future();
std::thread([&p]{p.set_value_at_thread_exit(9);}).detach();//gcc4.9don'tsupportthisfunction
#endif

std::cout<<"Waiting..."<*promObj)
{
std::cout<<"InsideThread"<set_value(35);
}

inttest_future_3()
{
std::promisepromiseObj;
std::futurefutureObj=promiseObj.get_future();
std::threadth(initiazer,&promiseObj);
std::cout<<"value:"<
GitHub：https://github.com/fengbingchun/Messy_Test
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。
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