std::future和std::promise用于线程间异步通信，promise通过set_value设置结果，future通过get获取结果，二者共享状态实现数据传递；示例中producer线程计算后设置值，consumer线程阻塞等待并获取结果，支持异常传递，适用于一对一异步任务协作场景。
在C++中，std::future 和 std::promise 是用于实现异步通信的重要工具。它们配合使用可以实现一个线程产生结果，另一个线程获取该结果，而无需显式使用互斥量或条件变量来同步数据。
基本概念：future 与 promise 的关系
std::promise 是一个“承诺”，它允许你在某个时刻设置一个值或异常；std::future 是与之关联的“未来可取的结果”。通过调用 promise 的 get_future() 方法可以获得对应的 future 对象。当一个线程设置了 promise 的值后，另一个线程就可以通过 future 来获取这个值。
简单来说：
- promise 提供写入接口（set_value）
- future 提供读取接口（get）
两者通过内部共享状态连接，实现跨线程传递结果。
基本使用步骤
使用 std::future 和 std::promise 配合的一般流程如下：
- 创建一个 std::promise 对象
- 从 promise 获取一个 std::future 对象
- 将 promise 移动到生产者线程中（比如通过 lambda 或函数参数）
- 消费者线程持有 future，等待并获取结果
- 生产者线程完成任务后，调用 promise.set_value() 设置结果
- 消费者线程调用 future.get() 获取结果（阻塞直到结果可用）
实例代码演示
下面是一个完整的例子，展示两个线程之间如何通过 future 和 promise 传递整数结果：
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#include#include #include #include void producer(std::promise
&& prms) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟耗时操作 int result = 42; std::cout << "Producer: 计算完成，结果为 " << result << "\n"; prms.set_value(result); // 设置结果 } void consumer(std::future
& fut) { std::cout << "Consumer: 等待结果...\n"; int value = fut.get(); // 阻塞等待结果 std::cout << "Consumer: 收到结果 " << value << "\n"; } int main() { std::promise
prom; std::future fut = prom.get_future(); std::thread t1(producer, std::move(prom)); std::thread t2(consumer, std::ref(fut)); t1.join(); t2.join(); return 0;}
输出可能为：
Consumer: 等待结果...
Producer: 计算完成，结果为 42
Consumer: 收到结果 42说明 consumer 在 get() 处阻塞，直到 producer 调用 set_value 后才继续执行。
异常传递与错误处理
除了正常值，promise 还能传递异常。例如，如果计算过程中抛出异常，可以用 set_exception 保存异常状态：
void faulty_producer(std::promise&& prms) { try { throw std::runtime_error("计算失败！"); } catch (...) { prms.set_exception(std::current_exception()); } } int main() { std::promise
prom; std::future fut = prom.get_future(); std::thread t(faulty_producer, std::move(prom)); try { double val = fut.get(); // 会重新抛出异常 } catch (const std::exception& e) { std::cout zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "捕获异常: " zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn e.what() zuojiankuohaophpcnzuojiankuohaophpcn "\n"; } t.join(); return 0;}
这使得 future.get() 不仅能获取值，还能安全地传播异常，便于集中错误处理。
应用场景与注意事项
这种机制常用于：
- 异步任务返回结果
- 模拟回调机制
- 简化线程间数据传递逻辑
注意点：
- 每个 promise 只能 set_value 或 set_exception 一次，多次调用会导致程序终止
- 必须确保 promise 被移动或正确传递，避免拷贝（promise 不可拷贝）
- 如果不设置值且 future 调用了 get()，程序会一直阻塞
- 即使未调用 get()，set_value 的资源仍会被释放
基本上就这些。std::future 和 std::promise 提供了一种简洁、安全的异步通信方式，特别适合一对一的线程协作场景。
