C++11 std::future和(std::async、std::packaged_task、std::promise)-GCC 4.9编译通过_使用时序图来描述c++的异步执行-优快云博客

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本文详细介绍了C++11中的std::future，包括unique和shared futures，以及它们如何与std::async、std::packaged_task和std::promise配合使用来实现异步操作。std::async允许设定执行策略，如异步或延迟执行，并通过std::future获取结果。std::promise用于在不同线程间安全传递数据，而std::packaged_task则用于存储函数操作和返回值。文中还通过实例解释了这些概念的用法。

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std::future介绍
它是C++11中提供异步创建多线程的工具。但是我们想要从线程中返回异步任务结果，一般需要依靠全局变量；从安全角度看，有些不妥；为此C++11提供了std::future类模板，future对象提供访问异步操作结果的机制，很轻松解决从异步任务中返回结果。

在C++标准库中，有两种“期望”，使用两种类型模板实现，

唯一期望(unique futures，std::future<>) std::future的实例只能与一个指定事件相关联。
共享期望(shared futures)(std::shared_future<>)
std::shared_future的实例就能关联多个事件。

对于future补充说明如下：
std::async 、 std::packaged_task 或 std::promise 能提供一个std::future对象给该异步操作的创建者，异步操作的创建者能用各种方法查询、等待或从 std::future 提取值。若异步操作仍未提供值，则这些方法可能阻塞。异步操作准备好发送结果给创建者时，它能通过接口（eg,std::promise::set_value std::future）修改共享状态的值。

按照自己的理解，将std::future对象的使用以及内部逻辑用时序图进行表达，如下：
时序图
在这里插入图片描述

std::async()详解

1、std::async函数原型：

template<class Fn, class… Args>
future<typename result_of<Fn(Args…)>::type> async(launch policy, Fn&& fn, Args&&…args);
功能：第二个参数接收一个可调用对象（仿函数、lambda表达式、类成员函数、普通函数…）作为参数,并且异步或是同步执行他们。

a、对于是异步执行还是同步执行，由第一个参数的执行策略决定：

（1）、std::launch::async 传递的可调用对象异步执行；

（2）、std::launch::deferred 传递的可调用对象同步执行；

（3）、std::launch::async | std::launch::deferred 可以异步或是同步，取决于操作系统，我们无法控制；

（4）、如果我们不指定策略，则相当于（3）。

b、对于执行结果：

我们可以使用get、wait、wait_for、wait_until等待执行结束，区别是get可以获得执行的结果。如果选择异步执行策略，调用get时，如果异步执行没有结束，get会阻塞当前调用线程，直到异步执行结束并获得结果，如果异步执行已经结束，不等待获取执行结果；如果选择同步执行策略，只有当调用get函数时，同步调用才真正执行，这也被称为函数调用被延迟。

c、返回结果std::future的状态：

（1）、deffered：异步操作还没有开始；

（2）、ready：异步操作已经完成；

（3）、timeout：异步操作超时。

实例1（异步执行和同步执行）：

#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <future>
 
using namespace std::chrono;
 
std::string fetchDataFromDB(std::string recvData) {
   
 
	std::cout << "fetchDataFromDB start" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
	std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
	return "DB_" + recvData;
}
 
std::string fetchDataFromFile(std::string recvData) {
   
 
	std::cout << "fetchDataFromFile start" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
	std::this_thread::sleep_for(seconds(3));
	return "File_" + recvData;
}
 
int main() {
   
 
	std::cout <<