[轉]c++11 多執行緒 future/promise
[轉自 https://blog.csdn.net/jiange_zh/article/details/51602938]
1. < future >標頭檔案簡介
Classes
std::future
std::future_error
std::packaged_task
std::promise
std::shared_future
Functions
std::async
std::future_category
2. std::future
簡單來說，std::future提供了一種訪問非同步操作結果的機制。
從字面意思看，它表示未來。通常一個非同步操作我們是不能馬上就獲取操作結果的，只能在未來某個時候獲取。我們可以以同步等待的方式來獲取結果，可以通過查詢future的狀態（future_status）來獲取非同步操作的結果。future_status有三種狀態：
deferred：非同步操作還沒開始
ready：非同步操作已經完成
timeout：非同步操作超時
獲取future結果有三種方式：get、wait、wait_for，其中get等待非同步操作結束並返回結果，wait只是等待非同步操作完成，沒有返回值，wait_for是超時等待返回結果。
例子：
1 //查詢future的狀態 2 std::future_status status; 3 do { 4 status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1)); 5 if(status == std::future_status::deferred) { 6 std::cout << "deferred\n"; 7 } else if (status == std::future_status::timeout) { 8 std::cout << "timeout\n"; 9 } else if (status == std::future_status::ready) { 10 std::cout << "ready!\n"; 11 } 12 } while (status != std::future_status::ready)；
3. std::promise
Promise物件可儲存T型別的值，該值可被future物件讀取(可能在另一個執行緒中)，這是promise提供同步的一種手段。在構造promise時，promise物件可以與共享狀態關聯起來，這個共享狀態可以儲存一個T型別或者一個由std::exception派生出的類的值，並可以通過get_future來獲取與promise物件關聯的物件，呼叫該函式之後，兩個物件共享相同的共享狀態(shared state)。
Promise物件是非同步provider，它可以在某一時刻設定共享狀態的值。
Future物件可以返回共享狀態的值，或者在必要的情況下阻塞呼叫者並等待共享狀態標識變為ready，然後才能獲取共享狀態的值。
例子：
1 #include <iostream> // std::cout 2 #include <functional> // std::ref 3 #include <thread> // std::thread 4 #include <future> // std::promise, std::future 5 void print_int(std::future<int>& fut) { 6 int x = fut.get(); // 獲取共享狀態的值. 7 std::cout << "value: " << x << '\n'; // 列印 value: 10. 8 } 9 int main () 10 { 11 std::promise<int> prom; // 生成一個 std::promise<int> 物件. 12 std::future<int> fut = prom.get_future(); // 和 future 關聯. 13 std::thread t(print_int, std::ref(fut)); // 將 future 交給另外一個執行緒t. 14 prom.set_value(10); // 設定共享狀態的值, 此處和執行緒t保持同步. 15 t.join(); 16 return 0; 17 }
std::promise 建構函式
| 建構函式 | |
| default(1) | promise() |
| with alocator(2) | template promise (allocator_arg_t aa, const Alloc& alloc); |
| copy [deleted](3) | promise(const promise&)= delete; |
| move(4) | promise(promise&& x) noexcept; |
1.預設建構函式，初始化一個空的共享狀態。
2.帶自定義記憶體分配器的建構函式，與預設建構函式類似，但是使用自定義分配器來分配共享狀態。
3.拷貝建構函式，被禁用。
4.移動建構函式。
另外，std::promise 的 operator= 沒有拷貝語義，即 std::promise 普通的賦值操作被禁用，operator= 只有 move 語義，所以 std::promise 物件是禁止拷貝的。
std::promise 成員函式
std::promise::get_future：返回一個與promise共享狀態相關聯的future物件
std::promise::set_value：設定共享狀態的值，此後promise共享狀態標識變為ready
std::promise::set_exception：為promise設定異常，此後promise的共享狀態標識變為ready
std::promise::set_value_at_thread_exit：設定共享狀態的值，但是不將共享狀態的標誌設定為 ready，當執行緒退出時該 promise 物件會自動設定為 ready（注意：該執行緒已設定promise的值，如果線上程結束之後有其他修改共享狀態值的操作，會丟擲future_error(promise_already_satisfied)異常）
std::promise::swap：交換 promise 的共享狀態
4. std::packaged_task
std::packaged_task包裝了一個可呼叫的目標（如function, lambda expression, bind expression, or another function object）,以便非同步呼叫，它和promise在某種程度上有點像，promise儲存了一個共享狀態的值，而packaged_task儲存的是一個函式。
std::packaged_task<int()> task([](){ return 7; });
std::thread t1(std::ref(task));
std::future<int> f1 = task.get_future();
auto r1 = f1.get();1234
5. 小結
Promise，Future 和 Callback常常作為併發程式設計中一組非阻塞的模型。其中 Future 表示一個可能還沒有實際完成的非同步任務的【結果】，針對這個結果可以新增 Callback 以便在任務執行成功或失敗後做出對應的操作，而 Promise 交由任務執行者，任務執行者通過 Promise 可以標記任務完成或者失敗。
6. std::async
std::async大概的工作過程：先將非同步操作用std::packaged_task包裝起來，然後將非同步操作的結果放到std::promise中，這個過程就是創造未來的過程。外面再通過future.get/wait來獲取這個未來的結果。
可以說，std::async幫我們將std::future、std::promise和std::packaged_task三者結合了起來。
std::async的原型：
async(std::launch::async | std::launch::deferred, f, args...)1
第一個引數是執行緒的建立策略，預設的策略是立即建立執行緒：
std::launch::async：在呼叫async就開始建立執行緒。
std::launch::deferred：延遲載入方式建立執行緒。呼叫async時不建立執行緒，直到呼叫了future的get或者wait時才建立執行緒。
第二個引數是執行緒函式，後面的引數是執行緒函式的引數。
簡單的例子：
std::future<int> f1 = std::async(std::launch::async, [](){
return 8;
});
cout<<f1.get()<<endl; //output: 8
std::future<int> f2 = std::async(std::launch::async, [](){
cout<<8<<endl;
});
f2.wait(); //output: 81234567891011
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作者：jiange_zh
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/jiange_zh/article/details/51602938
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