C11并发 std::promise<T>

最新推荐文章于 2025-08-09 13:28:39 发布

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本文介绍了C++中std::promise和std::future类的基本使用方法及如何利用它们实现线程间的同步。通过实例展示了如何设置共享状态的值、获取异常以及如何避免拷贝并使用转移语义。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

头文件中包含了以下几个类和函数：

Providers 类：std::promise, std::package_task
Futures 类：std::future, shared_future.
Providers 函数：std::async()
其他类型：std::future_error, std::future_errc, std::future_status, std::launch.
std::promise 类介绍

promise 对象可以保存某一类型 T 的值，该值可被 future 对象读取（可能在另外一个线程中），因此 promise 也提供了一种线程同步的手段。在 promise 对象构造时可以和一个共享状态（通常是std::future）相关联，并可以在相关联的共享状态(std::future)上保存一个类型为 T 的值。

可以通过 get_future 来获取与该 promise 对象相关联的 future 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 对象可以异步返回共享状态的值，或者在必要的情况下阻塞调用者并等待共享状态标志变为 ready，然后才能获取共享状态的值。
下面以一个简单的例子来说明上述关系

void print_int(std::future<int>& fut) {
    try {
        std::cout << " fut.get()" << '\n';
        int x = fut.get();
        std::cout << "value: " << x << '\n';
    }
    catch (std::exception& e) {
        std::cout << "[exception caught: " << e.what() << "]\n";
    }
}

int main()
{
    std::promise<int> prom;
    std::future<int> fut = prom.get_future();
    std::thread th2(print_int, std::ref(fut));
    Sleep(5000);
    prom.set_value(11);
    th2.join();

    return 0;
}

prom.get_future()通过 get_future 来获取与该 promise 对象相关联的 future 对象

std::future .get()阻塞当前线程直到有值:std::promise.set_value

例2,反过来,适用socket异步通信中收包同步


#include "stdafx.h"

#include <iostream>       // std::cin, std::cout, std::ios
#include <functional>     // std::ref
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future
#include <exception>      // std::exception, std::current_exception
#include <windows.h>
void get_int(std::promise<int>& prom) { 
    try {
                                 // sets failbit if input is not int
        Sleep(5000);
        prom.set_value(123);

    }
    catch (std::exception&) {
        prom.set_exception(std::current_exception());
    }
}


int main()
{
    std::promise<int> prom;
    std::future<int> fut = prom.get_future();

    std::thread(get_int, std::ref(prom)).detach();  

    std::cout << "value:" << fut.get()<< std::endl;
    return 0;
}

std::promise set_exception实现跨线程异常传递

void get_int(std::promise<int>& prom) { 
    try {
                                 // sets failbit if input is not int
        Sleep(5000);
        throw std::logic_error("merro");
        prom.set_value(123);


    }
    catch (std::exception&) {
        prom.set_exception(std::current_exception());
    }
}


int main()
{
    std::promise<int> prom;
    std::future<int> fut = prom.get_future();

    std::thread(get_int, std::ref(prom)).detach();  

    try
    {
        std::cout << "value:" << fut.get() << std::endl;
    }
    catch (const std::exception& e)
    {
        std::cout << "erro:" << e.what() << std::endl;
    }

    return 0;
}

禁止复制拷贝,用转移语义:


#include "stdafx.h"

#include <iostream>       // std::cin, std::cout, std::ios
#include <functional>     // std::ref
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future
#include <exception>      // std::exception, std::current_exception
#include <windows.h>
#include <stdexcept>
#include <vector>
using namespace std;
vector<std::promise<int> > globalArray;
void get_int(std::promise<int>& prom) { 
    try {
                                 // sets failbit if input is not int
        Sleep(1000);
        throw std::logic_error("merro");
        prom.set_value(123);


    }
    catch (std::exception&) {
        prom.set_exception(std::current_exception());
    }
}


int main()
{
    for (int i=0;i<10;i++)
    {
        std::promise<int> prom;
        globalArray.push_back(std::move(prom));
    }



        for (auto &x : globalArray)
        {
            try
            {

                std::thread(get_int, std::ref(x)).detach();
                std::cout << "value:" << x.get_future().get() << std::endl;
            }
            catch (const std::exception& e)
            {
                std::cout << "erro:" << e.what() << std::endl;
            }
        }




    return 0;
}

或者更方便的设计:(注 future .get的时候才会获取异常)


#include "stdafx.h"

#include <iostream>       // std::cin, std::cout, std::ios
#include <functional>     // std::ref
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future
#include <exception>      // std::exception, std::current_exception
#include <windows.h>
#include <stdexcept>
#include <vector>
#include <memory>
using namespace std;
vector<std::shared_ptr<std::promise<int>> > globalArray;
void get_int(std::shared_ptr<std::promise<int>> prom) {
    try {
                                 // sets failbit if input is not int

        throw std::logic_error("merro");
        prom->set_value(123);


    }
    catch (std::exception&) {
        prom->set_exception(std::current_exception());
    }
}


int main()
{
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        auto pprom = std::make_shared<std::promise<int>>();


        globalArray.push_back(pprom);
        try
        {
            std::thread(get_int, pprom).detach();

        }
        catch (const std::exception& e)
        {
            std::cout << "erro0:" << e.what() << std::endl;
        }
    }

    Sleep(1000);

    for (auto &x : globalArray)
    {

        try
        {
            std::cout << "value:" << x->get_future().get() << std::endl;

        }
        catch (const std::exception& e)
        {
            std::cout << "erro:" << e.what() << std::endl;
        }



    }




    return 0;
}