C++11通过std::async和std::future简化异步操作,支持自动或指定策略启动任务,利用future获取结果或处理异常,结合lambda表达式提升灵活性,适用于无需精细线程控制的场景。

在C++11中,实现异步操作变得更为简单和安全,主要得益于std::future和std::async的引入。它们位于头文件中,能够帮助开发者轻松地启动异步任务并获取其结果,而无需手动管理线程生命周期。
std::async 启动异步任务
std::async是一个函数模板,用于异步地执行一个可调用对象(如函数、lambda表达式等),并返回一个std::future对象,用来获取异步操作的结果。
基本用法如下:
#include#include int compute() { // 模拟耗时计算 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); return 42; }
int main() { // 启动异步任务 std::future
result = std::async(compute); // 做其他事情... std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Doing other work...\n"; // 获取结果(会阻塞直到完成) int value = result.get(); std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "Result: " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn value zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n"; return 0;}
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std::async默认以“自动启动策略”运行任务,也可以显式指定启动方式:
- std::launch::async:强制在新线程中立即执行
-
std::launch::deferred:延迟执行,直到调用
get()或wait()时才在当前线程执行
例如:
auto result = std::async(std::launch::async, compute); // 确保异步运行
std::future 获取异步结果
std::future是异步操作的“承诺”,代表将来可用的结果。它提供几个关键方法:
- .get():获取结果,只能调用一次,之后future变为无效
- .wait():等待任务完成,不获取结果
- .wait_for() 或 .wait_until():设置超时等待
使用超时示例:
if (result.wait_for(std::chrono::milliseconds(100)) == std::future_status::ready) {
std::cout << "Result is ready: " << result.get() << "\n";
} else {
std::cout << "Task not ready yet.\n";
}
使用 Lambda 表达式进行异步操作
除了普通函数,std::async也支持lambda表达式,便于编写内联逻辑:
auto future = std::async([]() {
return 8 * 8;
});
std::cout << "Lambda result: " << future.get() << "\n"; // 输出 64
异常处理
如果异步任务抛出异常,该异常会被捕获并存储,当调用get()时重新抛出:
auto f = std::async([]() {
throw std::runtime_error("Something went wrong");
});
try {
f.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << "Caught exception: " << e.what() << "\n";
}
基本上就这些。通过std::async和std::future,C++11提供了简洁高效的异步编程模型,适合大多数不需要精细控制线程的场景。虽然不如更现代的协程或回调机制灵活,但在中小型项目中非常实用。











