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c++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务与future对象用法解析

裘德小鎮的故事
发布: 2025-10-29 20:41:01
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std::async和std::future用于异步任务执行与结果获取,通过launch策略控制并发方式,future的get()获取结果且仅能调用一次,适用于并行计算等场景。

c++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务与future对象用法解析

在C++11中,std::asyncstd::future 提供了一种简洁的方式来执行异步任务并获取其结果。它们属于标准库中的 <future> 头文件,适用于需要并发执行但又不想手动管理线程的场景。

std::async 基本用法

std::async 用于启动一个异步任务,可以是函数、lambda表达式或任何可调用对象。它返回一个 std::future 对象,用来获取异步操作的结果。

基本语法如下:

std::future<T> result = std::async(func, args...);

其中 T 是函数 func 的返回类型。任务可能在另一个线程中立即执行,也可能延迟执行,这取决于启动策略。

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std::async 支持两种启动策略:

  • std::launch::async:强制在新线程中异步执行。
  • std::launch::deferred:延迟执行,直到调用 future 的 get() 或 wait() 时才在当前线程执行(相当于懒加载)。

如果不指定,默认由系统选择策略,通常是两者之一或组合。

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auto fut = std::async(std::launch::async, []() { return 42; }); int value = fut.get(); // 获取结果,阻塞直到完成

std::future 获取异步结果

std::future 是一个模板类,代表某个异步操作的“未来”结果。通过它你可以:

  • 使用 get() 获取结果(只能调用一次,之后 future 变为无效)。
  • 使用 wait() 等待任务完成,不取回值。
  • 使用 wait_for()wait_until() 设置超时等待。

示例:带超时检查

auto fut = std::async([](){ std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); return "done"; });

if (fut.wait_for(std::chrono::seconds(1)) == std::future_status::timeout) { // 超时,任务还没完成 } else { std::string result = fut.get(); // 正常获取 }

实际应用场景举例

常见用途包括并行计算、IO预加载、多个独立任务同时执行等。

比如:并行计算两个函数的结果

#include <iostream> #include <future> #include <chrono>

int long_calculation(int x) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); return x * x; }

int main() { auto fut1 = std::async(std::launch::async, long_calculation, 5); auto fut2 = std::async(std::launch::async, long_calculation, 10);

std::cout << "Result 1: " << fut1.get() << "\n";
std::cout << "Result 2: " << fut2.get() << "\n";

return 0;
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}

这段代码会并发执行两个耗时计算,总耗时约2秒,而不是4秒。

注意事项与陷阱

  • 每个 future 的 get() 只能调用一次,再次调用会抛出异常。
  • 如果不调用 get() 或 wait(),某些实现下任务可能不会执行(特别是 deferred 情况)。
  • std::async 不一定创建新线程,依赖调度策略,不适合需要精确线程控制的场景。
  • 异常也会被封装进 future,调用 get() 时会重新抛出。

基本上就这些。std::async 和 std::future 让异步编程变得简单直观,适合大多数轻量级并发需求。对于更复杂的任务编排,可考虑配合 std::promise 或使用线程池方案。

以上就是c++++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务与future对象用法解析的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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