C++11新特性之 std::future and std::async

http://blog.csdn.net/wangshubo1989/article/details/49872199

先来个小插曲，百度翻译，你够了： 



std::future

设想这样的情况，你希望一个线程做一些事情，然后返回你一个结果。同时，你在做一些其他的工作，该工作也许会也许不会花费你一点时间。你希望在某个特定的时间获取那个线程的结果。 

在win32中，你可以这样 

用CreateThread启动线程 

在线程里，启动任务，当准备完毕后发送一个事件（event），并把结果放在全局变量里。 

在主函数里（main）做其它的事情，然后在你想要结果的地方，调用WaitForSingleObject 

在C++11，这个可以轻松被std::future实现，然后返回任何类型，因为它是一个模板。

std::future 究竟是什么呢？简单地说，std::future 可以用来获取异步任务的结果，因此可以把它当成一种简单的线程间同步的手段。

让我们考虑一个简单的事儿：用线程计算一些值：

std::thread t([]() { auto res = perform_long_computation(); });

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std::thread在之前的博客中已经介绍过了。我们还可以更高效吗？

MyResult sharedRes;
std::thread t([&]() { sharedRes = perform_long_computation(); });

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这个时候，我们应该知道thread什么时候执行结束，这里有一个很简单的方式

auto result = std::async([]() { return perform_long_computation(); });
MyResult finalResult = result.get();

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上诉代码很简洁明了吧，我们需要弄清其原理。 

英文描述可能更加确切： 

std::future holds a shared state 

std::async allow us to run the code asynchronously. 

因此，有了这样的代码：

std::future<MyResult> result = std::async([]() { return perform_long_computation(); });
MyResult finalResult = result.get();

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上一段完整的代码：

// 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;
}

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输出： 

checking, please wait…………………… 

444444443 is prime.

std::async 

为什么要用std::async代替线程的创建

std::async是为了让用户的少费点脑子的，它让这三个对象默契的工作。大概的工作过程是这样的：std::async先将异步操作用std::packaged_task包装起来，然后将异步操作的结果放到std::promise中，这个过程就是创造未来的过程。外面再通过future.get/wait来获取这个未来的结果，怎么样，std::async真的是来帮忙的吧，你不用再想到底该怎么用std::future、std::promise和std::packaged_task了，std::async已经帮你搞定一切了！

现在来看看std::async的原型

async(std::launch::async | std::launch::deferred, f, args...)

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第一个参数是线程的创建策略，有两种策略，默认的策略是立即创建线程： 

std::launch::async：在调用async就开始创建线程。 

std::launch::deferred：延迟加载方式创建线程。调用async时不创建线程，直到调用了future的get或者wait时才创建线程。 

第二个参数是线程函数，第三个参数是线程函数的参数。

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';

可能的结果： 

waiting… 

timeout 

timeout 

ready! 

result is 8

这里写代码片