c++的std::shared_future和std::future有什么区别？ (多线程等待)

std::shared_future可多次get()且支持拷贝，std::future仅能get()一次且仅支持移动；前者通过share()从后者获取，调用后原future失效。

std::shared_future 能多次 get()，std::future 只能 get() 一次

这是最核心的区别。一旦调用 std::future::get()，该 future 就进入“已消费”状态，再次调用会抛出 std::future_error（错误码为 std::future_errc::no_state 或 std::future_errc::future_already_retrieved）。而 std::shared_future 允许多个线程或多次调用 get()，每次都会返回相同结果（或传播异常）。

常见错误现象：

std::future f = std::async([]{ return 42; });
int a = f.get();  // OK
int b = f.get();  // 抛出 std::future_error！

• 如果你需要在多个线程中分别等待并取值（比如日志线程、监控线程、主业务线程都关心同一个异步结果），必须用 std::shared_future
• std::future 的移动语义是“独占转移”，move 后原对象变为空；std::shared_future 支持拷贝，拷贝后两个对象共享同一状态
• 拷贝 std::future 会编译失败（删除了拷贝构造函数），但可以 move；std::shared_future 显式提供了拷贝构造和拷贝赋值

如何从 std::future 得到 std::shared_future

只能通过 std::future::share() 成员函数转换，不能反向转换，也不能直接构造（没有接受 std::future 的构造函数）。

使用场景：你拿到一个 std::future（比如来自 std::async 或 std::promise::get_future()），但后续需要共享给多个消费者 —— 此时立刻调用 share()：

std::future f = std::async(std::launch::async, []{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    return "done";
});
std::shared_future sf = f.share();  // f 变为空，sf 可拷贝

• f.share() 是转移操作：调用后 f.valid() 返回 false
• 如果 f 已经被 move 过或从未有效，share() 会抛出 std::future_error（no_state）
• 不要对已 share() 过的 std::future 再调用 get() —— 它已经失效

wait_for / wait_until 行为一致，但共享状态生命周期更关键

两者都支持 wait_for()、wait_until()、ready() 等非阻塞查询接口，行为完全相同。真正影响多线程等待体验的是背后共享状态（std::shared_state）的生命周期管理。

Latent Labs

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• std::future 析构时，若它是最后一个持有该共享状态的对象，且状态未就绪，则会阻塞等待（仅限于由 std::async 启动的延迟执行策略）；而 std::shared_future 析构不触发等待
• 共享状态本身由内部引用计数管理：所有关联的 std::shared_future 和原始 std::future（在未 share 前）共同维持其存活
• 如果所有 future / shared_future 都销毁了，但异步任务仍在运行，状态仍存在；只有当任务结束且所有 future 都析构后，状态才释放

std::shared_future 不解决线程安全写，只解决安全读

很多人误以为 std::shared_future 能让多个线程“并发修改结果”，其实它只保证多个线程对**同一结果的并发读取**是安全的。结果本身由生产者（如 std::promise::set_value()）单次写入，之后不可更改。

• 多个线程调用 sf.get() 是线程安全的；但 std::promise::set_value() 必须确保只调用一次，且不能与任何 get() 竞争（通常 promise 在另一线程，且只 set 一次）
• 如果你需要多线程更新某个值并通知等待者，std::shared_future 不适用 —— 应考虑 std::atomic、std::mutex + 条件变量，或更高级的模式如 channels
• 性能上，std::shared_future 拷贝开销极小（内部是原子引用计数指针），但比 std::future 多一次原子操作；不过这点差异在真实等待场景中可忽略