C++怎么使用std::async实现异步_C++并发编程与std::async应用-C++-PHP中文网

C++怎么使用std::async实现异步_C++并发编程与std::async应用

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发布： 2025-11-09 21:15:03

原创

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std::async提供异步任务执行机制，通过指定策略启动可调用对象并返回future获取结果。支持std::launch::async（新线程）或std::launch::deferred（延迟执行），适用于耗时计算、资源加载等场景，配合get()、wait_for处理结果与异常，避免频繁创建线程以减少开销。

c++怎么使用std::async实现异步_c++并发编程与std::async应用

在C++11引入的并发支持中，std::async 是一个非常实用的工具，用于启动异步任务并获取其返回结果。它简化了多线程编程，避免直接管理线程生命周期，同时提供了灵活的任务执行策略。

std::async 基本用法

std::async 是一个函数模板，定义在 <future> 头文件中，用于异步运行一个可调用对象（函数、lambda、函数对象等），并返回一个 std::future 对象，用来获取异步操作的结果。

基本语法如下：

std::future<ResultType> futureObj = std::async(launch::policy, callable, args...);

其中：

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launch::policy：指定执行策略，可选 std::launch::async（强制异步，创建新线程）或 std::launch::deferred（延迟执行，在调用 get() 时才执行）。
callable：要异步执行的函数或 lambda 表达式。
args...：传递给 callable 的参数。

示例：

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

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

int main() {
auto future = std::async(std::launch::async, slow_task, 5);

std::cout << "Doing other work...\n";

int result = future.get(); // 阻塞直到完成
std::cout << "Result: " << result << "\n";

return 0;
}

执行策略的选择

std::async 默认使用 std::launch::async | std::launch::deferred，意味着系统可以自行决定是异步执行还是延迟执行。

如果想强制行为，应显式指定策略：

std::launch::async：保证在新线程中运行，适合需要真正并行的场景。
std::launch::deferred：不会立即执行，只有当 future 调用 get() 或 wait() 时才执行，且在调用者线程中同步运行，适合懒加载或避免线程开销。

例如，强制异步执行：

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auto future = std::async(std::launch::async, [](){
std::cout << "Running in background thread.\n";
});

处理异常和结果获取

std::future::get() 只能调用一次，之后 future 变为无效状态。调用时会阻塞，直到任务完成。

如果异步任务抛出异常，该异常会被捕获并在线程调用 get() 时重新抛出。

示例：

auto future = std::async([](){
throw std::runtime_error("Something went wrong");
});

try {
future.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << "Caught exception: " << e.what() << "\n";
}

也可以使用 wait_for 或 wait_until 实现非阻塞检查：

if (future.wait_for(std::chrono::milliseconds(100)) == std::future_status::ready) {
std::cout << "Task completed.\n";
}