C++11使用std::future和std::promise实现线程同步和异步通信

std::future 和 std::promise 是 C++11 引入的标准库特性，用于实现线程间的异步通信和同步。它们提供了一种机制，使一个线程能够生成一个值或异常，并让另一个线程获取这个值或异常。

(线程A中设置结果)
std::promise 用于设置异步操作的结果

(线程B中获取结果)
std::future   提供了一种机制，使线程能够等待异步操作的结果

示例：std::promise 和 std::future的使用

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>

// 线程函数，使用 promise 设置结果
void set_promise_value(std::promise<int>& prom) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟耗时操作
    prom.set_value(42); // 设置 promise 的结果值
}

int main() {
    // 创建 promise 对象
    std::promise<int> prom;

    // 获取与 promise 关联的 future 对象
    std::future<int> fut = prom.get_future();

    // 创建线程，并将 promise 传递给线程函数
    std::thread t(set_promise_value, std::ref(prom));

    // 在主线程中等待 future 的结果
    std::cout << "Waiting for result..." << std::endl;
    int result = fut.get(); // 获取结果（此时会阻塞，直到 promise 设置结果）

    // 输出结果
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    // 等待线程结束
    t.join();

    return 0;
}

使用 std::async

std::async 提供了一个更简单的方法来启动异步任务并获取其结果。下面是一个使用 std::async 的示例：

#include <iostream>
#include <future>

// 异步任务函数
int async_task() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟耗时操作
    return 42;
}

int main() {
    // 启动异步任务
    std::future<int> fut = std::async(std::launch::async, async_task);

    // 在主线程中等待异步任务的结果
    std::cout << "Waiting for result..." << std::endl;
    int result = fut.get(); // 获取结果（此时会阻塞，直到异步任务完成）

    // 输出结果
    std::cout << "Result: " << result << std::endl;

    return 0;
}

总结

• std::future：用于获取异步操作的结果，可以阻塞直到结果可用（eg:std::future.get()方法）。
• std::promise：用于设置异步操作的结果，通常与 std::future 一起使用。
• std::async：提供了一种简单的方式来启动异步任务并返回一个 std::future，用于获取任务结果。

通过使用 std::future 和 std::promise，可以方便地在不同线程之间进行同步和数据传递，简化了异步编程的复杂性。

原文地址：https://blog.csdn.net/prefect_boy/article/details/140173637

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