c++11中增加了執行緒，使得我們可以非常方便的建立執行緒，它的基本用法是這樣的：

void f(int n);
std::thread t(f, n + 1);
t.join();

但是執行緒畢竟是屬於比較低層次的東西，有時候使用有些不便，比如我希望獲取執行緒函式的返回結果的時候，我就不能直接通過thread.join()得到結果，這時就必須定義一個變數，線上程函式中去給這個變數賦值，然後join,最後得到結果，這個過程是比較繁瑣的。c++11還提供了非同步介面std::async，通過這個非同步介面可以很方便的獲取執行緒函式的執行結果。std::async會自動建立一個執行緒去呼叫執行緒函式，它返回一個std::future，這個future中儲存了執行緒函式返回的結果，當我們需要執行緒函式的結果時，直接從future中獲取，非常方便。但是我想說的是，其實std::async給我們提供的便利可不僅僅是這一點，它首先解耦了執行緒的建立和執行，使得我們可以在需要的時候獲取非同步操作的結果；其次它還提供了執行緒的建立策略（比如可以通過延遲載入的方式去建立執行緒），使得我們可以以多種方式去建立執行緒。在介紹async具體用法以及為什麼要用std::async代替執行緒的建立之前，我想先說一說std::future、std::promise和std::packaged_task。

std::future

std::future是一個非常有用也很有意思的東西，簡單說std::future提供了一種訪問非同步操作結果的機制。從字面意思來理解，它表示未來，我覺得這個名字非常貼切，因為一個非同步操作我們是不可能馬上就獲取操作結果的，只能在未來某個時候獲取，但是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

   //查詢future的狀態
        std::future_status status;
        do {
            status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
            if (status == std::future_status::deferred) {
                std::cout << "deferred\n";
            } else if (status == std::future_status::timeout) {
                std::cout << "timeout\n";
            } else if (status == std::future_status::ready) {
                std::cout << "ready!\n";
            }
        } while (status != std::future_status::ready); 
   
  

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。

std::promise

std::promise為獲取執行緒函式中的某個值提供便利，線上程函式中給外面傳進來的promise賦值，當執行緒函式執行完成之後就可以通過promis獲取該值了，值得注意的是取值是間接的通過promise內部提供的future來獲取的。它的基本用法：

std::promise<int> pr;
std::thread t([](std::promise<int>& p){ p.set_value_at_thread_exit(9); },std::ref(pr));
std::future<int> f = pr.get_future();
auto r = f.get();
 

std::packaged_task

std::packaged_task它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。它的基本用法：

std::packaged_task<int()> task([](){ return 7; });
std::thread t1(std::ref(task)); 
std::future<int> f1 = task.get_future(); 
auto r1 = f1.get();

std::promise、std::packaged_task和std::future的關係

至此, 我們介紹了std::async相關的幾個物件std::future、std::promise和std::packaged_task，其中std::promise和std::packaged_task的結果最終都是通過其內部的future返回出來的，不知道讀者有沒有搞糊塗，為什麼有這麼多東西出來，他們之間的關係到底是怎樣的？且聽我慢慢道來，std::future提供了一個訪問非同步操作結果的機制，它和執行緒是一個級別的屬於低層次的物件，在它之上高一層的是std::packaged_task和std::promise，他們內部都有future以便訪問非同步操作結果，std::packaged_task包裝的是一個非同步操作，而std::promise包裝的是一個值，都是為了方便非同步操作的，因為有時我需要獲取執行緒中的某個值，這時就用std::promise，而有時我需要獲一個非同步操作的返回值，這時就用std::packaged_task。那std::promise和std::packaged_task之間又是什麼關係呢？說他們沒關係也關係，說他們有關係也有關係，都取決於你了，因為我可以將一個非同步操作的結果儲存到std::promise中。如果讀者還沒搞清楚他們的關係的話，我就用更通俗的話來解釋一下。比如，一個小夥子給一個姑娘表白真心的時候也許會說：”我許諾會給你一個美好的未來“或者”我會努力奮鬥為你創造一個美好的未來“。姑娘往往會說：”我等著“。現在我來將這三句話用c++11來翻譯一下：

小夥子說：我許諾會給你一個美好的未來等於c++11中"std::promise a std::future";
小夥子說：我會努力奮鬥為你創造一個美好的未來等於c++11中"std::packaged_task a future";
姑娘說：我等著等於c++11中"future.get()/wait()";

小夥子兩句話的箇中差異，自己琢磨一下，這點差異也是std::promise和std::packaged_task的差異。現實中的山盟海誓靠不靠得住我不知道，但是c++11中的許諾和未來是一定可靠的，發起來了許諾就一定有未來。細想起來c++11標準的制定者選定的關鍵字真是貼切而有意思！好了，插科打諢到此了，現在言歸正傳，回過頭來說說std::async。

為什麼要用std::async代替執行緒的建立

std::async又是幹啥的，已經有了td::future、std::promise和std::packaged_task，夠多的了，真的還要一個std::async來湊熱鬧嗎，std::async表示很委屈：我不是來湊熱鬧的，我是來幫忙的。是的，std::async是為了讓使用者的少費點腦子的，它讓這三個物件默契的工作。大概的工作過程是這樣的：std::async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，怎麼樣，std::async真的是來幫忙的吧，你不用再想到底該怎麼用std::future、std::promise和std::packaged_task了，std::async已經幫你搞定一切了！

現在來看看std::async的原型async(std::launch::async | std::launch::deferred, f, args…)，第一個引數是執行緒的建立策略，有兩種策略，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，第三個引數是執行緒函式的引數。

std::async基本用法：

    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: 8
    
    std::future<int> future = std::async(std::launch::async, [](){ 
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
            return 8;  
    }); 
 
    std::cout << "waiting...\n";
    std::future_status status;
    do {
        status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
        if (status == std::future_status::deferred) {
            std::cout << "deferred\n";
        } else if (status == std::future_status::timeout) {
            std::cout << "timeout\n";
        } else if (status == std::future_status::ready) {
            std::cout << "ready!\n";
        }
    } while (status != std::future_status::ready); 
 
    std::cout << "result is " << future.get() << '\n';

可能的結果：

waiting...
timeout
timeout
ready!
result is 8

總結：
　　std::async是更高層次上的非同步操作，使我們不用關注執行緒建立內部細節，就能方便的獲取非同步執行狀態和結果，還可以指定執行緒建立策略，應該用std::async替代執行緒的建立，讓它成為我們做非同步操作的首選。