c++中如何使用std::async实现异步编程_c++异步任务教程

std::async 默认可能同步执行且生命周期管理易出错；必须显式指定 std::launch::async 才强制异步，其返回的 std::future 析构时会隐式 wait() 导致阻塞，且不可跨线程移动，应改用 std::shared_future 或 std::packaged_task + 手动线程管理。

std::async 不是“开箱即用”的异步任务调度器，它默认可能同步执行，且生命周期管理极易出错——直接用它写业务逻辑，大概率掉坑里。

std::async 默认可能根本不异步

调用 std::async 时若不显式指定启动策略，行为取决于实现：GCC/Clang 默认用 std::launch::deferred（延迟执行，首次 get() 或 wait() 时才在当前线程同步运行），而非你期待的后台线程。

• 必须显式传入 std::launch::async 才强制异步启动
• 只写 std::async([]{ return 42; }) → 很可能没开新线程，get() 一调就卡住当前线程算完
• 正确写法：std::async(std::launch::async, []{ return 42; })

std::future 析构时会阻塞等待完成

std::async 返回的 std::future 对象，如果没被显式取值（get()）或放弃（wait() 后丢弃），其析构函数会**隐式调用 wait()** ——这会导致主线程意外挂起，尤其在局部作用域、容器自动销毁、异常中途退出时极难排查。

• 常见错误：

  void bad_example() {
      auto f = std::async(std::launch::async, []{
          std::this_thread::sleep_for(2s);
          return 123;
      });
      // f 在函数末尾析构 → 主线程等 2 秒！
  }

• 安全做法：要么立即 get()（适合短任务），要么用 std::shared_future 转移所有权，或明确设计生命周期（例如存到类成员中并手动管理）
• 更稳妥的替代：用 std::packaged_task + 手动线程管理，或迁移到 std::jthread（C++20）+ std::promise

不能跨线程移动 std::future（除非 shared_future）

std::future 是可移动但不可拷贝的；但它**只能被 move 到创建它的同一线程栈上**，否则会抛 std::future_error（错误码 std::future_errc::broken_promise）。这意味着你不能简单把 std::future 塞进队列、传给其他线程处理。

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• 错误示例：

  std::queue> q;
  q.push(std::async(std::launch::async, []{ return 42; })); // 可能崩溃或未定义行为

• 正确解法：改用 std::shared_future（可拷贝），或用 std::promise 手动控制 promise/future 分离
• 典型组合：

  auto p = std::make_shared>();
  auto f = p->get_future();
  std::thread([p]{ 
      p->set_value(42); 
  }).detach(); // f 可安全跨线程传递

真正可靠的 C++ 异步编程，往往绕不开手动管理 std::promise、线程池封装、或引入第三方库（如 folly、boost.asio）。std::async 表面简洁，实则约束多、陷阱密，尤其在需要任务取消、超时、组合（then/when_all）时，几乎无法胜任。