详解C++中future和promise的使用
future和promise的作用是在不同线程之间传递数据。使用指针也可以完成数据的传递,但是指针非常危险,因为互斥量不能阻止指针的访问;而且指针的方式传递的数据是固定的,如果更改数据类型,那么还需要更改有关的接口,比较麻烦;promise支持泛型的操作,更加方便编程处理。
假设线程1需要线程2的数据,那么组合使用方式如下:
线程1初始化一个promise对象和一个future对象,promise传递给线程2,相当于线程2对线程1的一个承诺;future相当于一个接受一个承诺,用来获取未来线程2传递的值
线程2获取到promise后,需要对这个promise传递有关的数据,之后线程1的future就可以获取数据了。
如果线程1想要获取数据,而线程2未给出数据,则线程1阻塞,直到线程2的数据到达
future对象是std::async、std::promise、std::packaged_task的底层对象,用来传递其他线程中操作的数据结果。
std::promise的作用就是提供一个不同线程之间的数据同步机制,它可以存储一个某种类型的值,并将其传递给对应的future, 即使这个future不在同一个线程中也可以安全的访问到这个值。
/** @file 20190815future.cpp * @note * @brief * @author * @date 2019-8-15 * @note * @history * @warning */ #include <iostream> #include <functional> #include <future> #include <thread> #include <chrono> #include <cstdlib> void thread_set_promise(std::promise<int>& promiseObj) { std::cout << "In a thread, making data...\n"; std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000)); promiseObj.set_value(35); std::cout << "Finished\n"; } int main() { std::promise<int> promiseObj; std::future<int> futureObj = promiseObj.get_future(); std::thread t(&thread_set_promise, std::ref(promiseObj)); std::cout << futureObj.get() << std::endl; t.join(); system("pause"); return 0; }
async(高级封装future和thread)
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。
/** @file futureIsPrime.cpp * @note * @brief * @author * @date 2019-8-15 * @note * @history * @warning */ // future example #include <iostream> // std::cout #include <future> // std::async, std::future #include <chrono> // std::chrono::milliseconds // a non-optimized way of checking for prime numbers: bool is_prime (int x) { for (int i=2; i<x; ++i) if (x%i==0) return false; return true; } int main () { // call function asynchronously: std::future<bool> fut = std::async (is_prime,444444443); // do something while waiting for function to set future: std::cout << "checking, please wait"; std::chrono::milliseconds span (100); while (fut.wait_for(span)==std::future_status::timeout) std::cout << '.' << std::flush; bool x = fut.get(); // retrieve return value std::cout << "\n444444443 " << (x?"is":"is not") << " prime.\n"; return 0; }
std::async会首先创建线程执行is_prime(444444443), 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。
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。
// packaged_task example #include <iostream> // std::cout #include <future> // std::packaged_task, std::future #include <chrono> // std::chrono::seconds #include <thread> // 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<int(int,int)> tsk (countdown); // set up packaged_task std::future<int> 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; }
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