C++11新特性之 std::future and std::async

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我是靠谱客的博主明理月饼，这篇文章主要介绍C++11新特性之 std::future and std::async，现在分享给大家，希望可以做个参考。

先来个小插曲，百度翻译，你够了：
这里写图片描述
std::future

设想这样的情况，你希望一个线程做一些事情，然后返回你一个结果。同时，你在做一些其他的工作，该工作也许会也许不会花费你一点时间。你希望在某个特定的时间获取那个线程的结果。
在win32中，你可以这样
用CreateThread启动线程
在线程里，启动任务，当准备完毕后发送一个事件（event），并把结果放在全局变量里。
在主函数里（main）做其它的事情，然后在你想要结果的地方，调用WaitForSingleObject
在c++11，这个可以轻松被std::future实现，然后返回任何类型，因为它是一个模板。

std::future 究竟是什么呢？简单地说，std::future 可以用来获取异步任务的结果，因此可以把它当成一种简单的线程间同步的手段。

让我们考虑一个简单的事儿：用线程计算一些值：

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std::thread t([]() { auto res = perform_long_computation(); });

std::thread在之前的博客中已经介绍过了。我们还可以更高效吗？

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MyResult sharedRes;
std::thread t([&]() { sharedRes = perform_long_computation(); });

这个时候，我们应该知道thread什么时候执行结束，这里有一个很简单的方式

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auto result = std::async([]() { return perform_long_computation(); });
MyResult finalResult = result.get();

上诉代码很简洁明了吧，我们需要弄清其原理。
英文描述可能更加确切：
std::future holds a shared state
std::async allow us to run the code asynchronously.
因此，有了这样的代码：

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std::future<MyResult> result = std::async([]() { return perform_long_computation(); });
MyResult finalResult = result.get();

上一段完整的代码：

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// future example
#include <iostream>       // std::cout
#include <future>         // std::async, std::future
#include <chrono>         // std::chrono::milliseconds

// a non-optimized way of checking for prime numbers:
bool is_prime (int x) {
  for (int i=2; i<x; ++i) if (x%i==0) return false;
  return true;
}

int main ()
{
  // call function asynchronously:
  std::future<bool> fut = std::async (is_prime,444444443); 

  // do something while waiting for function to set future:
  std::cout << "checking, please wait";
  std::chrono::milliseconds span (100);
  while (fut.wait_for(span)==std::future_status::timeout)
    std::cout << '.' << std::flush;

  bool x = fut.get();     // retrieve return value

  std::cout << "n444444443 " << (x?"is":"is not") << " prime.n";

  return 0;
}

输出：
checking, please wait……………………
444444443 is prime.

std::async
为什么要用std::async代替线程的创建

std::async是为了让用户的少费点脑子的，它让这三个对象默契的工作。大概的工作过程是这样的：std::async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，怎么样，std::async真的是来帮忙的吧，你不用再想到底该怎么用std::future、std::promise和std::packaged_task了，std::async已经帮你搞定一切了！

现在来看看std::async的原型

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

第一个参数是线程的创建策略，有两种策略，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，第三个参数是线程函数的参数。

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std::future<int> future = std::async(std::launch::async, [](){ 
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    return 8;  
}); 
std::cout << "waiting...n";
std::future_status status;
do {
    status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
    if (status == std::future_status::deferred) {
        std::cout << "deferredn";
    } else if (status == std::future_status::timeout) {
        std::cout << "timeoutn";
    } else if (status == std::future_status::ready) {
        std::cout << "ready!n";
    }
} while (status != std::future_status::ready); 

std::cout << "result is " << future.get() << 'n';