std::future是用来接收一个线程的执行结果的,并且是一次性的。
future可以关联一个共享状态,共享状态是用来储存要执行结果的。这个结果是async、promise、packaged_task设置的,且这个结果只能设置一次。
创建future有四种方式
std::future future;
auto future = std::async([]{
return DataType{5};
});
std::cout <<"future is Valid:" << future.valid()
<< " , async Result:" << future.get().n << std::endl;
{
std::cout << "------------- promise -----------------\n";
std::promise promise;
promise.set_value({5});
// promise.set_value({6}); //set_value只能调用一次,再次调用会抛出异常
auto future = promise.get_future();
// auto future2 = promise.get_future(); //get_future只能调用一次,再次调用会抛出异常
std::cout <<"future is Valid:" << future.valid() << " , async Result:" << future.get().n << std::endl;
}
{
std::cout << "------------- promise exception -----------------\n";
std::promise promise;
try {
throw std::runtime_error("error");
} catch (...) {
// 如果调用了 promise.set_value ,则不能调用 promise.set_exception ,
// 否则 promise.set_exception 会抛出异常
promise.set_exception(std::current_exception());
}
auto future = promise.get_future();
try {
auto data = future.get();
std::cout <<"future is Valid:" << future.valid() << " , async Result:" << data.n << std::endl;
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << e.what() << std::endl;
}
}
std::cout << "------------- packaged -----------------\n";
std::packaged_task task([](int a) {
return DataType{a};
});
auto future = task.get_future();
// auto future2 = task.get_future(); //get_future只能调用一次,再次调用会抛出异常
task(5);
std::cout <<"future is Valid:" << future.valid()
<< " , async Result:" << future.get().n << std::endl;
可以通过函数future::valid可以判断future是否有共享状态。如果有共享状态可以进一步通过函数future::wait_for(0s)来判读结果是否已经设置。wait_for有三个返回值:
通过future::get函数可以获取future的结果,调用get函数需要注意以下几点:
也可以调用wait,wait_for, wait_until等带结果被设置。
获取future结果时,可以先判断future是否有共享状态,然后再调用get函数获取结果,代码如下:
if (future.valid())
{
future.get();
}
上面代码在单线程调用没有问题,如果在线程同时调用则会有问题,多个线程会同时判断future有共享状态,因此同时有多个线程调用get函数,而get函数只能被调用一次,从而引发异常。
可以通过加锁解决这个问题,但这并不是好的方法。更优雅的方法是通过future::share函数,为每个线程创建一个std::shared_future。future调用完share将不再拥有共享状态,如下:
如果future本身没有共享状态,调用share会生成一个没有共享状态的shared_future。
shared_future调用get函数时并不会清楚共享状态,所以shared_future可以多次调用get函数。
示例代码:
std::promise promise;
auto future = promise.get_future();
auto shadedFuture = future.share();
std::cout << "future is valid: " << future.valid() << std::endl;
std::thread threads[4];
for (int i = 0; i < 4; ++i)
{
threads[i] = std::thread([future=shadedFuture](int i){
std::cout << std::to_string(i) + ", future is Valid:" + std::to_string(future.valid())
+ " , async Result:" + std::to_string(future.get().n) + "\n";
}, i);
}
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds{100});
promise.set_value({5});
for (int i = 0; i < 4; ++i)
{
threads[i].join();
}
std::cout << std::endl;
当future是由async创建的,且future/shared_future是最后一个指向共享状态的future,如果async还在执行,则future在析构时会阻塞当前线程,等待async执行完成。