如何理解C++11標準中<future>頭文件里面的類和相關函數

這篇文章給大家介紹如何理解C++11標準中<future>頭文件里面的類和相關函數，內容非常詳細，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對大家能有所幫助。

介紹 C++11 標準中 <future> 頭文件里面的類和相關函數。

<future> 頭文件中包含了以下幾個類和函數：

Providers 類：std::promise, std::package_task  Futures 類：std::future, shared_future.  Providers 函數：std::async()  其他類型：std::future_error, std::future_errc, std::future_status, std::launch.

std::promise 類介紹

promise 對象可以保存某一類型 T 的值，該值可被 future 對象讀取（可能在另外一個線程中），因此 promise 也提供了一種線程同步的手段。在 promise 對象構造時可以和一個共享狀態（通常是std::future）相關聯，并可以在相關聯的共享狀態(std::future)上保存一個類型為 T 的值。

可以通過 get_future 來獲取與該 promise 對象相關聯的 future 對象，調用該函數之后，兩個對象共享相同的共享狀態(shared state)

promise 對象是異步 Provider，它可以在某一時刻設置共享狀態的值。  future 對象可以異步返回共享狀態的值，或者在必要的情況下阻塞調用者并等待共享狀態標志變為 ready，然后才能獲取共享狀態的值。

下面以一個簡單的例子來說明上述關系

#include <iostream>    // std::cout#include <functional>   // std::ref#include <thread>     // std::thread#include <future>     // std::promise, std::futurevoid print_int(std::future<int>& fut) {  int x = fut.get(); // 獲取共享狀態的值.  std::cout << "value: " << x << '\n'; // 打印 value: 10.}int main (){  std::promise<int> prom; // 生成一個 std::promise<int> 對象.  std::future<int> fut = prom.get_future(); // 和 future 關聯.  std::thread t(print_int, std::ref(fut)); // 將 future 交給另外一個線程t.  prom.set_value(10); // 設置共享狀態的值, 此處和線程t保持同步.  t.join();  return 0;}

std::promise 構造函數

promise();

template <class Alloc> promise (allocator_arg_t aa, const Alloc& alloc);

promise (const promise&) = delete;

promise (promise&& x) noexcept;

默認構造函數，初始化一個空的共享狀態。  帶自定義內存分配器的構造函數，與默認構造函數類似，但是使用自定義分配器來分配共享狀態。  拷貝構造函數，被禁用。  移動構造函數。

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 對象是禁止拷貝的。

例子:

#include <iostream>    // std::cout#include <thread>     // std::thread#include <future>     // std::promise, std::futurestd::promise<int> prom;void print_global_promise () {  std::future<int> fut = prom.get_future();  int x = fut.get();  std::cout << "value: " << x << '\n';}int main (){  std::thread th2(print_global_promise);  prom.set_value(10);  th2.join();  prom = std::promise<int>();  // prom 被move賦值為一個新的 promise 對象.  std::thread th3 (print_global_promise);  prom.set_value (20);  th3.join(); return 0;}

std::promise::get_future 介紹

該函數返回一個與 promise 共享狀態相關聯的 future 。返回的 future 對象可以訪問由 promise 對象設置在共享狀態上的值或者某個異常對象。只能從 promise 共享狀態獲取一個 future 對象。在調用該函數之后，promise 對象通常會在某個時間點準備好(設置一個值或者一個異常對象)，如果不設置值或者異常，promise 對象在析構時會自動地設置一個 future_error 異常(broken_promise)來設置其自身的準備狀態。上面的例子中已經提到了 get_future，此處不再重復。

std::promise::set_value 介紹

void set_value (const T& val);void set_value (T&& val);

void promise<R&>::set_value (R& val);  // when T is a reference type (R&)void promise<void>::set_value (void);  // when T is void

設置共享狀態的值，此后 promise 的共享狀態標志變為 ready.

std::promise::set_exception 介紹為 promise 設置異常，此后 promise 的共享狀態變標志變為 ready，例子如下，線程1從終端接收一個整數，線程2將該整數打印出來，如果線程1接收一個非整數，則為 promise 設置一個異常(failbit) ，線程2 在std::future::get 是拋出該異常。

#include <iostream>    // std::cin, std::cout, std::ios#include <functional>   // std::ref#include <thread>     // std::thread#include <future>     // std::promise, std::future#include <exception>   // std::exception, std::current_exceptionvoid get_int(std::promise<int>& prom) {  int x;  std::cout << "Please, enter an integer value: ";  std::cin.exceptions (std::ios::failbit);  // throw on failbit  try {    std::cin >> x;             // sets failbit if input is not int    prom.set_value(x);  } catch (std::exception&) {    prom.set_exception(std::current_exception());  }}void print_int(std::future<int>& fut) {  try {    int x = fut.get();    std::cout << "value: " << x << '\n';  } catch (std::exception& e) {    std::cout << "[exception caught: " << e.what() << "]\n";  }}int main (){  std::promise<int> prom;  std::future<int> fut = prom.get_future();  std::thread th2(get_int, std::ref(prom));  std::thread th3(print_int, std::ref(fut));  th2.join();  th3.join();  return 0;}

std::promise::set_value_at_thread_exit 介紹

設置共享狀態的值，但是不將共享狀態的標志設置為 ready，當線程退出時該 promise 對象會自動設置為 ready。如果某個 std::future 對象與該 promise 對象的共享狀態相關聯，并且該 future 正在調用 get，則調用 get 的線程會被阻塞，當線程退出時，調用 future::get 的線程解除阻塞，同時 get 返回 set_value_at_thread_exit 所設置的值。注意，該函數已經設置了 promise 共享狀態的值，如果在線程結束之前有其他設置或者修改共享狀態的值的操作，則會拋出 future_error( promise_already_satisfied )。

std::promise::swap 介紹

交換 promise 的共享狀態。

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