C++ future使用

最新推荐文章于 2025-10-28 11:10:27 发布

原创

最新推荐文章于 2025-10-28 11:10:27 发布 · 3.8k 阅读

16 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#c++

本文详细介绍了C++11标准库中的std::future，这是一种用于访问异步操作结果的机制。std::future提供了检查状态、等待结果和获取结果的功能，并通过示例展示了其构造、赋值、共享、有效性检查以及等待方法的使用。此外，还演示了如何在多线程环境中使用std::future进行异步计算和结果获取。

前言：对比Java 线程通过run(callable)返回的future，C++ 11便准库提供了future来提供了一种访问异步操作结果的机制，从字面意思来理解，它表示未来，我觉得这个名字非常贴切，因为一个异步操作我们是不可能马上就获取操作结果的，只能在未来某个时候获取，但是我们可以以同步等待的方式来获取结果，可以通过查询future的状态（future_status）来获取异步操作的结果。
future_status有三种状态：

deferred：异步操作还没开始
ready：异步操作已经完成
timeout：异步操作超时
//查询future的状态

std::future_status status;
    do {
   
   
        status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
        if (status == std::future_status::deferred) {
   
   
            std::cout << "deferred\n";
        } else if (status == std::future_status::timeout) {
   
   
            std::cout << "timeout\n";
        } else if (status == std::future_status::ready) {
   
   
            std::cout << "ready!\n";
        }
    } while (status != std::future_status::ready);

模板类std::future成员函数包括：

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。
析构函数：销毁future对象，它是异常安全的。
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(atomic operation)被访问。
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。
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。
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。
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。
wait_for函数：(1).等待共享状态在指定的时间内(time span)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(deferred function)。
wait_until函数：(1). 等待共享状态在指定的时间点(time point)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。

#include "future.hpp"
#include <iostream>
#include <future>
#include <chrono>
#include <utility>
#include <thread>
  
namespace future_ {
   
   
  
///////////////////////////////////////////////////////////
// reference: http://www.cplusplus.com/reference/future/future/
int test_future_1()
{
   
   
{
   
    // constructor/get/operator=
 auto get_value = []() {
   
    return 10; };
 std::future<int> foo; //