(简明版)std::promise与std::future/shared_future使用示例

 可以总结下面几个步骤步骤2和3的顺序大多情况可以调换

  1. 创建promisefuture对象开始是通过创建一个std::promise对象。然后可以从这个promise获取返回一个std::future对象,返回的对象可以拷贝到创建的future对象。

  2. (也可以为step3)设置值或异常通过promiseset_value方法设置有效的结果,或者使用set_exception方法设置一个异常(

### std::shared_futurestd::future 的主要区别 #### 1. **所有权模型** `std::future` 表示单次获取的结果,它遵循独占所有权模型。一旦 `std::future` 的结果被提取(即调用了 `.get()` 方法),该对象就变得无效,无法再次调用 `.get()` 提取结果[^2]。 相比之下,`std::shared_future` 支持共享所有权模型。它可以允许多个线程安全地访问同一个异步操作的结果,并且可以多次调用 `.get()` 来检索结果而不会使对象失效[^3]。 --- #### 2. **转换方式** `std::shared_future` 可以通过两种方式创建: - 隐式从 `std::future` 转换而来; - 显式调用 `std::future::share()` 方法来生成一个 `std::shared_future` 实例。 在这两种情况下,原始的 `std::future` 对象都会失去其有效性,不能再用于任何进一步的操作。 --- #### 3. **适用场景** 当只有一个线程需要访问异步操作的结果时,使用 `std::future` 就足够了。然而,如果多个线程都需要访问同一异步操作的结果,则应考虑使用 `std::shared_future`,因为它允许多个线程安全地共享和重复读取结果[^1]。 以下是展示两者区别的代码示例: ```cpp #include <iostream> #include <thread> #include <future> // 模拟耗时任务 int task() { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); return 42; } int main() { // 创建 futureshared_future std::promise<int> promise; auto future = promise.get_future(); auto sharedFuture = future.share(); // 启动新线程并传递 shared_future std::thread t([&]() { try { std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << ", Result: " << sharedFuture.get() << "\n"; } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Exception caught in thread: " << e.what() << "\n"; } }); // 主线程也尝试获取结果 try { promise.set_value(task()); std::cout << "Main Thread, Result: " << sharedFuture.get() << "\n"; } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Exception caught in main: " << e.what() << "\n"; } t.join(); return 0; } ``` 在这个例子中,主线程和子线程都可以独立地调用 `sharedFuture.get()` 并获得相同的结果,这展示了 `std::shared_future` 的优势。 --- #### 4. **性能开销** 由于 `std::shared_future` 允许共享状态,因此它的实现可能涉及额外的同步机制(如原子变量或互斥锁)。这意味着相比于 `std::future`,`std::shared_future` 在某些情况下可能会带来轻微的性能损失。 --- ### 总结 | 特性 | `std::future` | `std::shared_future` | |---------------------|----------------------------------------|------------------------------------------| | 所有权模型 | 独占 | 共享 | | 是否可多次调用 `.get()` | 不支持 | 支持 | | 使用场景 | 单一线程访问 | 多线程共享 | | 性能 | 较高 | 略低(因同步需求) | --- 问题
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