C++多线程之std::async

2020-12-20

不知道好久之前写过了thread入门这篇文章了，突然发现好多东西都是写了简单的入门并没有怎么深入的去写过了。就连socket编程也只是写到poll模型还没有学到epoll模型。现在又要重新把这些没有学的知识好好的补一下了。现在是继续学习多线程编程，虽然工作中没有用到，但我相信始终会用到的，可能理解的不会很深入吧，但是也还是要好好的学习一下。在那个thread入门那篇文章中，我好像没有说明线程与进程的关系，以及进程的几种状态。当然也没有说明线程的几种模型。当然这些知识可能在网上一搜就都能搜到，如果想要深入的了解学习，我还是比较建议去学习一下有关操作系统的知识。

不说废话了，还是来看一下c++11中的有关线程的一些操作吧，当然一天一个知识点我就觉得非常不错了。但是每天还是要看看新的知识，不要让自己与外界隔离。这样才能紧跟时代的变化，做一个弄潮儿，虽然我不是。

现在要学习的是std::async()和std::future()两个接口。首先去http://cppreference.com上看一下这个函数的介绍吧

std::async 定位于头文件其函数原型如下：

template <class Function, class... Args>
std::future<std::result_of_t<std::decay_t<Function>(std::decay_t<Args>...)>>
async(Function&& f, Args&&... args); //c++11 和c++17

template <class Function, class... Args>
std::future<std::invoke_result_t<std::decay_t<Function>, std::decay_t<Args>...>>
async(Function&& f, Args&&... args); //c++17 和c++20

函数模板 async 异步地运行函数 f （潜在地在可能是线程池一部分的分离线程中），并返回最终将保有该函数调用结果的std::future。

其参数说明：

f : 要调用的可调用对象，可以使lambda对象

args…:传递给f的参数

policy : 发射的策略，是一个枚举，定义如下：

enum class launch
{
  async = 1, //异步求值
  deferred = 2 //返回的future对象调用get时求值，非异步求值
};

返回值为 std::future对象，返回的future有三种状态：

/// Status code for futures
enum class future_status
{
  ready,//异步操作已经完成
  timeout,// 异步操作已经完成
  deferred,//异步操作还没开始
};

若运行策略等于 std::launch::async 且实现无法开始新线程（该情况下，若运行策略为 async|deferred 或设置了额外位，则它将回退到 deferred 或实现定义的策略），则抛出以 std::errc::resource_unavailable_try_again 为错误条件的 std::system_error ，或者若无法分配内部数据结构所用的内存，则为 std::bad_alloc 。

看过了async,来看一下future

类模板 std::future 提供访问异步操作结果的机制：

（通过 std::async 、 std::packaged_task 或 std::promise 创建的）异步操作能提供一个 std::future 对象给该异步操作的创建者。
然后，异步操作的创建者能用各种方法查询、等待或从 std::future 提取值。若异步操作仍未提供值，则这些方法可能阻塞。
异步操作准备好发送结果给创建者时，它能通过修改链接到创建者的 std::future 的共享状态（例如 std::promise::set_value ）进行。
注意， std::future 所引用的共享状态不与另一异步返回对象共享（与 std::shared_future 相反）。

从官方介绍上复制了一些东西，还是来看一下实际的例子吧，毕竟实践出真知。

代码示例如下：

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <random>
int DoSomethin(char c){
    std::default_random_engine  dre(c);
    std::uniform_int_distribution<int> uid(10,1000);
    //循环
    for (int i = 0; i < 10 ; ++i) {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(uid(dre)));
        std::cout << c;
    }
    return c;
}
int func1(){
    return DoSomethin('.');
}
int func2(){
    return DoSomethin('+');
}
int main(int argc, char* argv[]){
    //调用get或者wait时打印 .
    std::future<int> result1 = std::async(std::launch::async,func1);
    //调用get或者wait时打印+号
    std::future<int> result2 = std::async(std::launch::deferred,func2);
    //result2.wait();
    int res = result1.get() + result2.get();
    std::cout << res << std::endl;
    return 0;
}