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c++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务async与future使用示例

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-14 18:56:01

原创

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std::async和std::future用于异步任务执行与结果获取，前者启动任务并返回future对象，后者通过get()获取结果或异常，支持指定启动策略，并可用于并行处理多个任务。

c++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务async与future使用示例

在C++11中，std::async 和 std::future 提供了一种简单的方式来启动异步任务并获取其结果。它们位于 red"><future> 头文件中，是处理并发编程的重要工具。

基本概念

std::async 用于启动一个异步任务，可以看作是一个“自动包装的线程”，它会在后台执行某个函数。
std::future 是一个占位符对象，用来在未来某个时间点获取异步操作的结果。

当你调用 std::async，它会返回一个 std::future 对象，你可以通过调用该对象的 get() 方法来获取结果。如果结果还没准备好，get() 会阻塞直到结果可用。

使用示例：基本异步计算

下面是一个简单的例子，演示如何使用 std::async 计算两个大数的和，并通过 std::future 获取结果：

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#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
<p>int heavy_computation(int a, int b) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟耗时操作
return a + b;
}</p><p>int main() {
// 启动异步任务
std::future<int> future_result = std::async(heavy_computation, 100, 200);</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>std::cout << "正在执行其他操作...\n";

// 获取结果（等待完成）
int result = future_result.get();

std::cout << "计算结果: " << result << "\n";
return 0;

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}

指定启动策略

std::async 支持两种启动策略：

std::launch::async：强制异步运行（创建新线程）
std::launch::deferred：延迟运行，直到调用 get() 或 wait() 时才在当前线程执行

默认情况下，std::async 使用 std::launch::async | std::launch::deferred，表示由系统决定。

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如果你想确保任务在新线程中运行：

std::future<int> future_result = std::async(
    std::launch::async, 
    heavy_computation, 100, 200
);

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如果你希望延迟执行（用于优化或调试）：

std::future<int> future_result = std::async(
    std::launch::deferred, 
    heavy_computation, 100, 200
);

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多个异步任务并行处理

你也可以同时启动多个异步任务，然后分别获取结果：

#include <iostream>
#include <future>
#include <vector>
<p>int square(int x) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
return x * x;
}</p><p>int main() {
std::vector<std::future<int>> futures;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>for (int i = 1; i <= 5; ++i) {
    futures.push_back(std::async(square, i));
}

for (auto& fut : futures) {
    std::cout << fut.get() << " ";
}
std::cout << "\n";

return 0;

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}

输出：
1 4 9 16 25

异常处理

如果异步任务抛出异常，这个异常会被捕获并存储。当你调用 future 的 get() 时，异常会重新抛出。

std::future<void> f = std::async([]{
    throw std::runtime_error("出错了！");
});
<p>try {
f.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << "捕获异常: " << e.what() << "\n";
}</p>

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