C++ future async promise 用法详解 - promise

promise

背景

• 不想利用async提供的线程模型
• 还想方便的获取线程运行结果

原理

• 生产者 - 消费者模型

基本函数

• 生产函数，分两步

  • 设置value或者exception
  • 设置shared state

  template 
  // 设置value或者exception后，立即将shared state设置为ready
  void set_value (R& val);
  void set_exception (exception_ptr p);
  // 设置value或者exception后，在当前线程退出后才把shared state设置为ready
  void set_value_at_thread_exit (R& val);
  void set_exception_at_thread_exit (exception_ptr p);
  

• 消费函数

  获取future，负责保存shared state和value/exception

  template 
  future get_future();
  

• 其他函数

  // 构造函数
  promise();
  promise (const promise&) = delete;
  promise (promise&& x) noexcept;
  // 只可用移动赋值运算
  promise& operator= (promise&& rhs) noexcept;
  promise& operator= (const promise&) = delete;
  // swap 函数
  void swap (promise& x) noexcept;
  template 
  void swap (promise& x, promise& y) noexcept;
  

基本用法

• 生产者push执行结果，消费者pop执行结果

• 生产者push状态，消费者pop状态

• 单生产，单消费不会有异常；多生产/多消费需要处理异常状态

• 支持线程池的使用

  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  
  // value 通信
  void accumulate(std::vector::iterator first,
                  std::vector::iterator last,
                  std::promise accumulate_promise) {
      int sum = std::accumulate(first, last, 0);
      accumulate_promise.set_value(sum);  // 生产一次
  }
  // state 通信
  void do_work(std::promise barrier) {
      std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
      barrier.set_value(); // 生产一次
  }
  
  int main() {
      // value 通信
      std::vector numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
      std::promise accumulate_promise; // 构造
      std::future accumulate_future = accumulate_promise.get_future(); // 获取消费者
      std::thread work_thread(accumulate, numbers.begin(), numbers.end(),
                              std::move(accumulate_promise));    // 生产线程
      std::cout << "result=" << accumulate_future.get() << '\n'; // 消费一次
      work_thread.join();  // wait for thread completion
  
      // state 通信
      std::promise barrier; // 构造
      std::future barrier_future = barrier.get_future();  // 获取消费者
      std::thread new_work_thread(do_work, std::move(barrier)); // 生产线程
      barrier_future.wait();   // 消费一次
      new_work_thread.join();  // wait for thread completion
  }