C++异步编程 for VS2011（一）

微软已经在VS10中加入了Concurrency Runtime namespace来支持C++的异步编程，笔者认为异步编程在是现代编程语言的一个发展方向。在此总结一些异步编程的基本概念和语法，希望能给大家理解异步编程带来一些方便。

 

 首先，异步编程的基本单位是task class。我们把想要执行异步操作的函数放入task 里面，通过协调这些task的关系，来实现基于函数的异步操作。这种方式相对于传统的基于线程池的异步调用，开发者不需要关心底层的线程如何分配，资源如何同步，是否有死锁的存在。这样，开发者会更专注于代码的逻辑，进而提高编程的效率。

 

 task<T> 是一个模板类，T是函数返回值的类型，比如task<int> t([](){return 1;})，或者函数返回值为空task<void> t([](){return;})。task的构造函数传入参数可以是lambda表达式。我们声明了一个task之后，通过调用wait()方法去执行他，对于有返回值的task，我们调用.get()方法去取得他的返回值。下面是一个简单的例子

#include <ppltasks.h>
#include <iostream>

using  namespace Concurrency;
using  namespace std;

int wmain()
{
    task< int> t([]() {
         return  42;
    });

    t.wait();
    wcout << t. get() << endl;
}

 

我们可以用.then()的方法去指定一个连续的任务，就是在前一个task完成之后立刻执行.then()里面的函数。这个函数要求接受前一个任务返回的结果。比如前一个任务中函数返回的是int 那么在.then()的函数里面就要指定传入参数为int的lambda表达式()[int res]{ res++;}。.then()方法只要求传入参数和上一个任务相同，而返回值可以不同。比如下面的代码，第一个task返回int，在第一个then中返回void，然后返回int，最后返回void。这里要注意的是，在最后一个then()中调用wait，而不是t.wait()，否则第一个.then 不会执行。

    task< int> t([]() {
         return  42;
    });

    t.then([]( int res){wcout<< " Hello ";}).then([](){ return  1;}).then([]( int res){wcout<<res<<endl;}).wait();
    wcout << t. get() << endl;

 

这段代码展示的是如何嵌套task，注意这里的返回值虽然是task<int>，但是外面的task的参数依然是int，这两个参数要保持一致。

    task< int> t([]() { 
        wcout << L " Task A " << endl;

         //  Create an inner task that runs before any continuation
         //  of the outer task.
         return task< int>([]() {
            wcout << L " Task B " << endl;
             return  1;
        });
    });

 

 一组task的执行，我们可以把一组task放入到容器里，然后通过when_all()，这个函数去执行他们，when_all传入参数是容器迭代器的开始和结束。这里要求容器里面的task的返回值必须相同。这是没有返回值的例子

     // Start multiple tasks.

    array<task< void>,  3> tasks = {
        task< void>([] { wcout <<  " Hello from taskA. " << endl; }),
        task< void>([] { wcout <<  " Hello from taskB. " << endl; }),
        task< void>([] { wcout <<  " Hello from taskC. " << endl; })
    };

    auto joinTask = when_all(tasks.begin(), tasks.end());

     //  Print a message from the joining thread.
    wcout <<  " Hello from the joining thread. " << endl;

     //  Wait for the tasks to finish.
    joinTask.wait();

 

这是有返回值的例子，注意when_all().then 的传入参数是vector<T> 

//  Start multiple tasks.
array<task< int>,  3> tasks = {
    task< int>([] {  return  88; }),
    task< int>([] {  return  42; }),
    task< int>([] {  return  99; })
};

auto joinTask = when_all(tasks.begin(), tasks.end())
                .then([](vector< int> results)
    {
        wcout <<  " The sum is  " 
              << accumulate(results.begin(), results.end(),  0)
              << L ' . ' << endl;
    });

//  Print a message from the joining thread.
wcout <<  " Hello from the joining thread. " << endl;

//  Wait for the tasks to finish.
joinTask.wait();

 

when_all().wait()是当容器里面所有的task都被执行后，才继续向下执行。而when_any().wait()就是当容器里第一个task完成之后，就继续向下执行。和when_all 一样，when_any 要求task的返回值相同 。但是，when_any().then()的传入参数是pair<T, size_t> pair.first 是task的返回值，pair.second是已经完成的task的序号。

     //  Start multiple tasks.
    array<task< int>,  3> tasks = {
        task< int>([] {  return  88; }),
        task< int>([] {  return  42; }),
        task< int>([] {  return  99; })
    };

     //  Select the first to finish.
    when_any(tasks.begin(), tasks.end())
        .then([](pair< int, size_t> result)
        {
            wcout <<  " First task to finish returns  "
                  << result.first
                  << L "  and has index  "
                  << result.second
                  << L ' . ' << endl;
        }).wait();   

 

这篇文章是这个系列的第一篇，旨在向大家介绍一些基本的概念和用法。我会在接下来的系列中，给大家展示一些更深层次的东西。 

引用自：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/apps/dd492427(v=vs.110).aspx