c++ std::async和std::future怎么用_c++异步编程future用法详解-C++-PHP中文网

c++ std::async和std::future怎么用_c++异步编程future用法详解

尼克

发布： 2025-11-24 15:34:02

原创

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std::async和std::future用于C++11异步编程，通过launch策略启动任务并返回future对象，调用get获取结果，wait_for可实现超时等待。

c++ std::async和std::future怎么用_c++异步编程future用法详解

在C++11中，std::async 和 std::future 提供了一种简洁的异步编程方式，用于启动异步任务并获取其结果。它们是标准库中支持并发的重要工具，适合处理需要后台执行并返回结果的场景。

std::async 基本用法

std::async 是一个函数模板，用于启动一个异步任务。它会返回一个 std::future 对象，通过这个对象可以获取任务的返回值。

基本语法：

std::future fut = std::async(launch_policy, function, args...);

其中：

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launch_policy：启动策略，可选 std::launch::async（强制异步执行）或 std::launch::deferred（延迟执行，调用 get 时才执行）
function：要执行的函数（普通函数、lambda、成员函数等）
args...：传递给函数的参数

示例：

auto future = std::async(std::launch::async, []() {
return 42;
});
int result = future.get(); // 阻塞等待结果，result == 42

std::future 获取异步结果

std::future 是一个模板类，表示一个将来会得到的值。常用方法包括：

.get()：获取结果，只能调用一次，调用后 future 变为无效状态
.wait()：等待任务完成，不获取结果
.wait_for(timeout) 或 .wait_until(time)：限时等待

注意：一旦调用了 get()，就不能再次调用，否则会抛出异常。

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示例：带超时等待

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

auto status = future.wait_for(std::chrono::seconds(1));
if (status == std::future_status::ready) {
std::cout } else {
std::cout }

共享 future：std::shared_future

如果需要多次获取结果，或者多个线程同时访问同一个 future 的结果，应使用 std::shared_future。

可以通过 std::future 调用 .share() 得到 shared_future：

auto future = std::async([](){ return 100; });
std::shared_future sf = future.share();

// 多次获取结果
int a = sf.get();
int b = sf.get(); // 合法

实际应用场景

常见用途包括：

并行计算：比如同时计算两个大数的平方根
IO预加载：提前读取文件或网络数据
UI响应优化：避免主线程阻塞

示例：并行执行两个函数

auto f1 = std::async(std::launch::async, []{
return expensive_calculation_a();
});
auto f2 = std::async(std::launch::async, []{
return expensive_calculation_b();
});

int res1 = f1.get();
int res2 = f2.get();
int total = res1 + res2;

基本上就这些。std::async 和 std::future 让异步编程变得直观，但要注意资源管理和异常安全——如果 future 析构前未调用 get 或 wait，可能会阻塞析构。

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