C++中的std::async和std::future怎么用_C++异步编程与任务管理实践-C++-PHP中文网

C++中的std::async和std::future怎么用_C++异步编程与任务管理实践

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发布： 2025-11-10 11:39:03

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std::async和std::future是C++11处理异步任务的核心工具，前者用于启动异步操作并返回future对象，后者通过get()、wait()等方法获取结果或同步状态，支持launch::async（新线程）和launch::deferred（延迟执行）策略，适用于I/O、计算密集型任务，并需注意get()只能调用一次、异常传播及析构时可能阻塞等问题。

c++中的std::async和std::future怎么用_c++异步编程与任务管理实践

在C++11引入的异步编程模型中，std::async 和 std::future 是处理异步任务的核心工具。它们让开发者可以轻松启动后台任务并获取其结果，而无需手动管理线程。

std::async：启动异步任务

std::async 是一个函数模板，用于异步执行某个可调用对象（如函数、lambda表达式或函数对象），并返回一个 std::future 对象，用来获取任务的返回值。

基本语法如下：

std::future fut = std::async(launch::policy, callable, args...);

其中：

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launch::policy 指定启动策略：
- std::launch::async：强制在新线程中运行。
- std::launch::deferred：延迟执行，直到调用 get() 或 wait()。
- 默认情况下两者都允许，由系统决定。
callable 是要异步执行的函数或lambda。
args... 是传递给函数的参数。

示例：

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#include <future>
#include <iostream>

int compute() {
return 42;
}

int main() {
auto fut = std::async(std::launch::async, compute);
std::cout << "Result: " << fut.get() << "\n"; // 输出 42
return 0;
}

std::future：获取异步结果

std::future 是一个模板类，代表一个将来会得到的值。它提供几个关键方法：

get()：获取结果，如果任务未完成则阻塞，且只能调用一次。
wait()：等待任务完成，不获取结果。
wait_for() / wait_until()：带超时的等待。

使用 wait_for 判断任务状态：

auto fut = std::async([]{
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
return 100;
});

auto status = fut.wait_for(std::chrono::milliseconds(100));
if (status == std::future_status::ready) {
std::cout << "Done: " << fut.get();
} else {
std::cout << "Still running...";
}

实际应用场景与注意事项

异步任务常用于I/O操作、耗时计算或并行处理。比如同时发起多个网络请求：

std::vector<std::future<std::string>> results;
for (const auto& url : urls) {
results.push_back(std::async(std::launch::async, fetch_data, url));
}

for (auto& fut : results) {
std::cout << fut.get() << "\n"; // 顺序获取结果
}

注意点：