C++11 使用异步编程std::async和std::future,packaged_task

C++11 使用异步编程std::async和std::future

先说明一点：std::asyanc是std::future的高级封装， 一般我们不会直接使用std::futrue，而是使用对std::future的高级封装std::async。 下面分别说一下。

一、std::async基本用法

std::future可以从异步任务中获取结果，一般与std::async配合使用，std::async用于创建异步任务，实际上就是创建一个线程执行相应任务。

std::async就是异步编程的高级封装，封装了std::future的操作，基本上可以代替std::thread 的所有事情。

std::async的操作，其实相当于封装了std::promise、std::packaged_task加上std::thread。

 使用代码如下：

#include 
#include 
#include 

bool is_prime(int x)
{
  for (int i=0; i fut = std::async(is_prime, 700020007);
  std::cout << "please wait";
  std::chrono::milliseconds span(100);
  while (fut.wait_for(span) != std::future_status::ready)
    std::cout << ".";
  std::cout << std::endl;

  bool ret = fut.get();
  std::cout << "final result: " << stringify(ret) << std::endl;
  return 0;
}

std::async会首先创建线程执行is_prime(700020007)， 任务创建之后，std::async立即返回一个std::future对象。

　主线程既可使用std::future::get获取结果，如果调用过程中，任务尚未完成，则主线程阻塞至任务完成。

　主线程也可使用std::future::wait_for等待结果返回，wait_for可设置超时时间，如果在超时时间之内任务完成，则返回std::future_status::ready状态；如果在超时时间之内任务尚未完成，则返回std::future_status::timeout状态。

上面先说了通用的做法，然后我们了解一下std::future、std::promise、std::packaged_task

二、std::future说明

四、std::packaged_task用法

std::packaged_task的作用就是提供一个不同线程之间的数据同步机制，它可以存储一个函数操作，并将其返回值传递给对应的future， 而这个future在另外一个线程中也可以安全的访问到这个值。

示例代码：

https://www.cnblogs.com/moodlxs/p/10111601.html

#if 0


//https://www.cnblogs.com/moodlxs/p/10111601.html


// packaged_task example
#include      // std::cout
#include        // std::packaged_task, std::future
#include        // std::chrono::seconds
#include        // std::thread, std::this_thread::sleep_for

// count down taking a second for each value:
int countdown(int from, int to) {
    for (int i = from; i != to; --i) {
        std::cout << i << '\n';
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    }
    std::cout << "Lift off!\n";
    return from - to;
}

int main()
{
    std::packaged_task tsk(countdown);   // set up packaged_task
    std::future ret = tsk.get_future();            // get future

    std::thread th(std::move(tsk), 10, 0);   // spawn thread to count down from 10 to 0

    // ...

    int value = ret.get();                  // wait for the task to finish and get result

    std::cout << "The countdown lasted for " << value << " seconds.\n";

    th.join();

    return 0;
}

#elif 1

#include 
#include 
#include 
#include 

class myClass
{
public:
    bool test(int x) { 
        std::cout << "x: " << x << std::endl;
        return true; 
    }
};

int main()
{
    //myClass的一个实例
    myClass obj;

    //利用std::bind绑定类的成员函数
    auto func = std::bind(&myClass::test, obj, 1);
    //构造future对象
    std::future fut = std::async(std::launch::async, func);
    std::cout << "please wait";
    std::chrono::milliseconds span(100);
    while (fut.wait_for(span) != std::future_status::ready)
        std::cout << ".";
    std::cout << std::endl;
    bool rtn = fut.get();
    std::cout << "final result: " << rtn << std::endl;
    return 0;
}


#elif 0


// promise example
#include        // std::cout
#include      // std::ref
#include          // std::thread
#include          // std::promise, std::future

void print_int(std::future& fut) {
    int x = fut.get();
    std::cout << "value: " << x << '\n';
}

int main()
{
    std::promise prom;                      // create promise

    std::future fut = prom.get_future();    // engagement with future

    std::thread th1(print_int, std::ref(fut));  // send future to new thread

    prom.set_value(10);                         // fulfill promise
                                                 // (synchronizes with getting the future)
    th1.join();
    return 0;
}


#elif 0


#include 
#include 
#include 
#include 

int fun(std::string x2) {
    /*x++;
    x *= 10;*/
    int x = 0;
    std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    return x;
}


int main()
{
    // std::launch::deferred 当执行到fu.get才开始创建线程
 //   std::future fu = std::async(std::launch::deferred, fun, 1);
    std::future fu = std::async(std::launch::async, fun, "ni");
    
    std::cout << fu.get() << std::endl;
    std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    return 0;
}

#elif 0
#include 
#include 
#include 

int fun(int x) {
    x++;
    x *= 10;
    std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
    return x;
}


int main()
{
    std::packaged_task pt(fun);         // 将函数打包起来
    std::future fu = pt.get_future();        // 并将结果返回给future
    std::thread t(std::ref(pt), 1);
    std::cout << fu.get() << std::endl;
    std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;
    t.join();
    return 0;
}

#endif