异步调用future/promise模式(C++版本)

本文介绍了Future/Promise编程模式,用于减少服务器响应时间和增强并发能力。详细阐述了C++11中的<future>头文件,包括std::future、std::promise、std::packaged_task和std::async的使用,以及它们在异步调用中的作用。

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Future/Promise 编程模式

如何减少服务器应答时间,如何更强地进行并发。异步调用的Future/Promise1模式就是实现这一目的的手段之一。

一个 Future 就是说“将来”你需要某些东西(一般就是一个网络请求的结果),但是你现在就要发起这样的请求,并且这个请求会异步执行。或者换一个说法,你需要在后台执行一个异步请求。

C++中的应用

C++11创建了线程以后,我们不能直接从thread.join()得到结果,必须定义一个变量,在线程执行时,对这个变量赋值,然后执行join(),过程相对繁琐。

于是,在C++11中提供了future头文件,提供了上述的异步调用模式,用更加优雅的方式来实现。这儿讲解和学习一下如何使用。

<future> 头文件简介2

  1. Classes
    • std::future
    • std::future_error
    • std::packaged_task
    • std::promise
    • std::shared_future
  2. Functions
    • std::async
    • std::future_category

在这里插入图片描述

future

一个模板类。

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

获取future结果的有三种方式:get、wait、wait_for,其中get等待异步操作结束并返回结果,wait只是等待异步操作完成,没有返回值,wait_for是超时等待返回结果。

    std::future_status status;
    do {
        status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
        if (status == std::future_status::deferred) {
            std::cout << "deferred\n&#
### C++中`std::future`和`std::promise`的使用方法及区别 #### `std::future`与`std::promise`概述 在C++11标准库中引入了`std::future`和`std::promise`来支持异步编程模型。这两个组件共同实现了所谓的“承诺-未来”模式,其中`std::promise`负责存储并最终化某个值或异常的状态,而`std::future`则允许其他线程获取这个状态的结果。 #### 关键特性说明 - **单一关联性**:一个`std::promise`实例只能创建一个对应的`std::future`对象[^4]。 - **不可重复赋值**:一旦通过`set_value()`设置了`std::promise`中的值,则不能再更改此值;同样地,对于同一`std::promise`多次调用`get_future()`将会引发错误。 #### 使用场景描述 通常情况下,在多线程环境中,如果有一个生产者线程需要向消费者线程传递数据或者通知某些事件的发生时可以采用这种方式。例如: ```cpp #include <iostream> #include <thread> #include <chrono> #include <future> void producer(std::promise<int>& prom) { try { // Simulate some work being done by the thread. std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); int result = 42; prom.set_value(result); // Set value to be retrieved later via future object } catch (...) { prom.set_exception(std::current_exception()); } } int main() { std::promise<int> myPromise; auto fut = myPromise.get_future(); // Get a handle on the promised data std::thread t(producer, std::ref(myPromise)); // Wait until we have access to the shared state's value or exception try { int val = fut.get(); std::cout << "Value received from another thread: " << val << '\n'; } catch (const std::exception& e) { std::cerr << "Exception caught: " << e.what() << "\n"; } if(t.joinable()) t.join(); return 0; } ``` 上述代码展示了如何利用`std::promise`在线程之间安全地传输整数值,并且展示了一个简单的异常处理机制。这里的关键在于理解`myPromise.set_value(result)`是如何将结果发送给等待它的主线程上的`fut.get()`调用[^3]。
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