c++11 async

本文深入探讨了C++中的异步编程技巧,通过使用std::async和std::future,展示了如何并行处理数据库和文件读取操作,有效提高程序执行效率。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

#include <chrono>
#include <future>
#include <iostream>
#include <string>
#include <thread>

std::string fetchDataFromDB(std::string recvData)
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
    return "DB_" + recvData;
}

std::string fetchDataFromFile(std::string recvData)
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
    return "File_" + recvData;
}

/**
 * lambda函数作为回调用std::async
 * std::future<std::string> result = std::async([](std::string recData) {
 *      std::this_thread::sleep_for(std::chrons::seconds(5));
 *      return "DB_" + recData;
 * });
 *
 *
 */

int async_main()
{
    {
        std::chrono::system_clock::time_point start    = std::chrono::system_clock::now();
        std::string                           dbData   = fetchDataFromDB("Data");
        std::string                           fileData = fetchDataFromFile("Data");
        auto                                  end      = std::chrono::system_clock::now();
        auto                                  diff     = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(end - start).count();
        std::cout << "total time taken = " << diff << "s\n";
    }
    {
        std::chrono::system_clock::time_point start  = std::chrono::system_clock::now();
        std::future<std::string>              result = std::async(std::launch::async, fetchDataFromDB, "Data");
        //接受一个回调函数作为参数的函数模板,并可能异步执行他们
        /**
         * std::lanch::async 保证异步行为,即传递函数将在单独的线程中执行
         * std::lanch::deferred 当其他线程调用get来方位共享状态时,将调用非异步行为
         * std::lanch::async | std::lanch::deferred 默认行为,他可以异步运行或不运行,取决于系统的负载无法控制
         *
         * 自动创建一个线程(或者从内部线程池中挑选)和一个promise对象
         * 然后将std::promise 对象差U能动给线程函数,便返回std::future对象
         * 当我们传递参数的函数退出时,他的值将被设置在这个promise对象中,所以最终的返回值将在std::future对象中可用
         *
         */
        std::string fileData = fetchDataFromFile("Data");
        std::cout << result.get();
        auto end  = std::chrono::system_clock::now();
        auto diff = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(end - start).count();
        std::cout << "total time taken = " << diff << "s\n";
    }
    {
        std::future<std::string> result = std::async(
            [](std::string recData) {
                std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
                return "DB_" + recData;
            },
            "Hello");
        std::cout << result.get() << "\n";
    }
}

 

<think>好的,用户想了解C++async函数的用法和相关问题。首先,我需要回忆一下C++11引入的std::async以及相关的功能。std::async是用来异步执行函数,并返回一个std::future对象,以便在之后获取结果。用户可能需要知道基本用法、参数选项、异常处理以及线程池的关系。 根据用户提供的引用内容,特别是引用[2]提到线程池的实现原理和回调函数的使用,用户可能对async与线程池的配合使用感兴趣。需要说明std::async默认是否使用线程池,或者如何结合两者。 接下来,我需要整理async的常用方法,比如启动策略(std::launch::asyncstd::launch::deferred),以及如何通过future获取结果。还需要举几个例子,比如计算斐波那契数列或者处理多个任务,这样用户能更直观地理解。 另外,用户可能关心异常处理,因为在异步任务中异常无法直接捕获,必须通过future对象来获取。这部分需要详细说明。 还要注意用户提到的引用[1]中的ROS2节点创建,虽然可能与async没有直接关系,但可能在异步任务处理的应用场景中有联系,比如在ROS2中使用async处理回调,但这里可能需要避免混淆,专注于标准库的async。 需要确保回答结构清晰,分点说明用法、示例、注意事项,并生成相关问题。同时检查是否符合格式要求,比如行内公式用$...$,代码块正确,引用标识正确添加。</think>### C++async函数用法详解 #### 一、基本概念 C++11引入的$std::async$函数用于异步执行任务,返回一个$std::future$对象存储计算结果。其核心特性包括: 1. 支持延迟执行($std::launch::deferred$) 2. 强制异步执行($std::launch::async$) 3. 自动回收线程资源[^2] #### 二、核心用法 ```cpp #include <future> #include <iostream> int add(int a, int b) { return a + b; } int main() { // 启动异步任务 auto future = std::async(std::launch::async, add, 10, 20); // 获取结果(阻塞等待) std::cout << "Result: " << future.get() << std::endl; return 0; } ``` #### 三、启动策略对比 | 策略类型 | 行为特征 | |--------------------------|-----------------------------------| | $std::launch::async$ | 强制创建新线程执行 | | $std::launch::deferred$ | 延迟到调用get()/wait()时同步执行 | #### 四、高级应用场景 1. **并行计算** ```cpp auto future1 = std::async([]{ return compute(1); }); auto future2 = std::async([]{ return compute(2); }); auto result = future1.get() + future2.get(); ``` 2. **异常处理** ```cpp try { auto future = std::async([]{ throw std::runtime_error("error"); }); future.get(); } catch(const std::exception& e) { std::cerr << e.what() << std::endl; } ``` 3. **结合线程池使用** 虽然$std::async$本身不直接管理线程池,但可通过自定义分配器实现类似效果: ```cpp // 使用线程池执行异步任务 auto future = std::async(thread_pool_executor, heavy_task); ``` #### 五、性能注意事项 1. 默认策略可能重用线程(取决于实现) 2. 频繁创建任务应考虑线程池方案 3. 返回值类型必须可拷贝或可移动
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