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

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。

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"> 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 
#include 
#include 
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;
}
int main() {
// 启动异步任务
std::future future_result = std::async(heavy_computation, 100, 200);
std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "正在执行其他操作...\n";

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

std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "计算结果: " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn result zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n";
return 0;
}
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 future_result = std::async(
    std::launch::async, 
    heavy_computation, 100, 200
);
如果你希望延迟执行（用于优化或调试）：
std::future future_result = std::async(
    std::launch::deferred, 
    heavy_computation, 100, 200
);
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 
#include 
#include 
int square(int x) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500));
return x * x;
}
int main() {
std::vector> futures;
for (int i = 1; i zuojiankuohaophpcn= 5; ++i) {
    futures.push_back(std::async(square, i));
}

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

return 0;
}
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 f = std::async([]{
    throw std::runtime_error("出错了！");
});
try {
f.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << "捕获异常: " << e.what() << "\n";
}
注意事项

每个 future 只能调用一次 get()，多次调用会导致未定义行为。
如果不调用 get() 或 wait()，某些实现可能会阻塞在析构函数中（特别是使用 deferred 策略时）。
std::async 的资源管理依赖于 future 的生命周期，不要提前销毁 future。

基本上就这些。std::async 和 std::future 非常适合用于简单的异步任务，不需要手动管理线程。对于更复杂的场景（如线程池），可能需要结合 std::promise、std::packaged_task 或直接使用 std::thread。