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C++中的std::async和std::future怎么用_C++异步编程与任务管理实践

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发布时间:2025-11-10 11:39:03

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来源于php中文网

原创

std::async和std::future是C++11处理异步任务的核心工具,前者用于启动异步操作并返回future对象,后者通过get()、wait()等方法获取结果或同步状态,支持launch::async(新线程)和launch::deferred(延迟执行)策略,适用于I/O、计算密集型任务,并需注意get()只能调用一次、异常传播及析构时可能阻塞等问题。

c++中的std::async和std::future怎么用_c++异步编程与任务管理实践

在C++11引入的异步编程模型中,std::asyncstd::future 是处理异步任务的核心工具。它们让开发者可以轻松启动后台任务并获取其结果,而无需手动管理线程。

std::async:启动异步任务

std::async 是一个函数模板,用于异步执行某个可调用对象(如函数、lambda表达式或函数对象),并返回一个 std::future 对象,用来获取任务的返回值。

基本语法如下:

std::future fut = std::async(launch::policy, callable, args...);

其中:

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  • launch::policy 指定启动策略:
    - std::launch::async:强制在新线程中运行。
    - std::launch::deferred:延迟执行,直到调用 get() 或 wait()。
    - 默认情况下两者都允许,由系统决定。
  • callable 是要异步执行的函数或lambda。
  • args... 是传递给函数的参数。

示例:

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#include
#include iostream>

int compute() {
return 42;
}

int main() {
auto fut = std::async(std::launch::async, compute);
std::cout return 0;
}

std::future:获取异步结果

std::future 是一个模板类,代表一个将来会得到的值。它提供几个关键方法:

  • get():获取结果,如果任务未完成则阻塞,且只能调用一次。
  • wait():等待任务完成,不获取结果。
  • wait_for() / wait_until():带超时的等待。

使用 wait_for 判断任务状态:

auto fut = std::async([]{
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
return 100;
});

auto status = fut.wait_for(std::chrono::milliseconds(100));
if (status == std::future_status::ready) {
std::cout } else {
std::cout }

实际应用场景与注意事项

异步任务常用于I/O操作、耗时计算或并行处理。比如同时发起多个网络请求:

std::vector<:future>> results;
for (const auto& url : urls) {
results.push_back(std::async(std::launch::async, fetch_data, url));
}

for (auto& fut : results) {
std::cout }

注意点:

  • 每个 future 的 get() 只能调用一次,重复调用会抛出异常。
  • 若未显式调用 get() 或 wait(),析构时可能仍会阻塞(取决于策略)。
  • std::async 不保证并发执行,除非指定 std::launch::async。
  • 异常也会通过 future 传播,调用 get() 时会重新抛出。

基本上就这些。合理使用 std::async 和 std::future 能简化多线程编程,避免直接操作线程带来的复杂性。关键是理解 launch 策略和 future 生命周期。

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