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c++如何使用std::async简化异步调用_c++基于任务的并发

穿越時空

发布： 2025-12-17 03:49:22

原创

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std::async 是C++中用于简化异步任务的机制，通过返回 std::future 获取结果，支持 async 和 deferred 两种执行策略，可控制任务是否异步或延迟执行；它能传递返回值和异常，适用于并行计算多个独立任务，提升程序并发效率与响应性。

c++如何使用std::async简化异步调用_c++基于任务的并发

在C++中，std::async 是一种基于任务的并发机制，能够简化异步调用的编写。它允许你以更高级的方式启动一个任务，而无需手动管理线程的创建与生命周期。通过 std::async，你可以将一个函数“扔”到后台执行，并在需要结果时通过 std::future 获取返回值，整个过程清晰且易于控制。

基本用法：启动异步任务

std::async 接受一个可调用对象（如函数、lambda表达式或函数对象），并返回一个 std::future 对象，用于访问异步操作的结果。

如果任务尚未完成，调用 future.get() 会阻塞直到结果就绪；
如果任务已启动或完成，get() 会立即返回结果。

示例代码：

#include <future>
#include <iostream>

int compute() {
    return 42;
}

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

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控制执行策略：何时开始执行？

std::async 支持两种启动策略：

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std::launch::async：强制异步执行，即启动新线程；
std::launch::deferred：延迟执行，函数将在 future.get() 或 wait() 被调用时才运行（相当于同步调用）；
默认情况下，两者都允许，由系统决定使用哪种方式。

指定策略示例：

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auto future1 = std::async(std::launch::async, [] {
    // 必须在新线程中运行
    return heavy_computation();
});

auto future2 = std::async(std::launch::deferred, [] {
    // 只有调用 get() 时才会执行
    return simple_calc();
});

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获取异步结果与异常处理

std::future 不仅能传递返回值，还能传播异常。如果异步任务抛出异常，调用 future.get() 时会重新抛出该异常。

使用 try-catch 包裹 get() 调用是安全的做法；
即使发生异常，资源也能正确释放。

示例：

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

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

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组合多个异步任务

你可以同时启动多个 std::async 任务，然后分别获取结果，实现并行计算。

auto f1 = std::async([] { return expensive_task_a(); });
auto f2 = std::async([] { return expensive_task_b(); });

int result1 = f1.get(); // 等待第一个任务
int result2 = f2.get(); // 等待第二个任务

std::cout << "Results: " << result1 << ", " << result2 << "\n";

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这种模式适用于独立的耗时操作，比如加载资源、网络请求或数值计算。

基本上就这些。std::async 提供了一种简洁、安全的方式来处理异步任务，避免了直接操作线程的复杂性。合理使用它可以显著提升程序响应性和资源利用率。不复杂但容易忽略的是策略选择和异常安全。

以上就是c++++如何使用std::async简化异步调用_c++基于任务的并发的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！