[C++知识库]c++线程三

std::async() 、 std::package_task<> 、std::promise<> 、std::future<>、 std::shared_future<>

一、async()可以看做package_task<>和promise<>的封装

他们的作用都是获取线程的返回值。

我们前面所用的线程函数都是void类型的，但其实线程可以有返回值，当然我们可以用全局变量记录线程处理结果。

1、async()函数是最简单的使用方式

int threadFunc(int m)
{
	cout << "threadFunc id:" << this_thread::get_id() << endl;
	this_thread::sleep_for(chrono::seconds(5));
	return ++m;

}
int main()
{
	cout << "main id:" << this_thread::get_id() << endl;
	int i = 1001;
	future<int> result = async(threadFunc, i);
	cout << result.get() << endl;  //get()会等待线程结束并获取返回值，同wait()只等待线程结束，返回类型void

	cout << "程序结束" << endl;

	return 0;
}

async(threadFunc, i);其实是async(std::launch::async | std::launch::deferred, threadFunc, i);的简化形式。

这里引出async和thread的区别：

二、promise<T>

示例如下,用可调用对象做promise的类型。

using T = function<int(int, int)>;
int calpuls(int a,int b)
{
	return a + b;
}
void threadfunc1(promise<T> &pm)
{
	cout << "threadfunc1 id:" << this_thread::get_id << endl;
	this_thread::sleep_for(chrono::seconds(3));
	pm.set_value(bind(&calpuls, std::placeholders::_1, std::placeholders::_2));
}
void thread2(future<T> &ft)
{
	cout << "thread2 id:" << this_thread::get_id << endl;
	auto f = ft.get();
	cout << f(5, 8) << endl;
}

int main()
{
	cout << "main id:" << this_thread::get_id() << endl;
	promise<T> pmt;                         //定义promise
	future<T> ftt = pmt.get_future();       //绑定future
	thread t1(threadfunc1, std::ref(pmt));  //一定要用ref
	thread t2(thread2, std::ref(ftt));
	t1.join();
	t2.join();

	cout << "main end!" << endl;
	
	return 0;
}

thread2要等待线程threadfunc1的执行，可见也是线程间同步。

三、packaged_task<T>

上文我们promise的类型是function<>包装的可调用对象，其实packaged_task<>主要的功能就是包装一个可调用对象，跟function<T>功能类似，并获取异步调用的结果。?

即他同function<T>一样都是包装可调用对象，但packaged_task<>还能通过future<>获取异步调用的结果。

using T = packaged_task<int(int)>; //可以考虑下用function<int(int)>情况是怎样的
std::deque<T> task_q;
std::mutex mu;
std::condition_variable cond;
int factorial(int i)
{
	return i*i*i;
}

void thread_1()
{
	T t;
	{
		std::unique_lock<std::mutex> locker(mu);
		cond.wait(locker, []() { return !task_q.empty(); });
		t = std::move(task_q.front());  //只能移动，拷贝构造是被删除的
		task_q.pop_front();
	}
	t(3);  //用function<int(int)>只能这里获取结果
}

int main()
{
	std::thread t1(thread_1);
	T t(factorial);
	future<int> fui = t.get_future();
	{
		std::lock_guard<std::mutex> locker(mu);
		task_q.push_back(std::move(t));
	}
	cond.notify_one();
	t1.join();
	cout << "异步调用结果:" << fui.get() << endl; //用packaged_task<>包装后，主线程能获取到执行结果

	return 0;
}

四、future<>、shared_future<>

future<T>获取结果用get(),不获取结果用wait()；但只能get()一次，要多次get()需要用shared_future<>.

//第一个线程进行耗时运算
int threadadd(int a, int b)
{
	this_thread::sleep_for(chrono::seconds(2));
	return a + b;
}
//一下两个线程需要线程1的计算结果
void thread1( shared_future<int>& sf )
{
	cout << "thread1 id=" << this_thread::get_id() << " sf.get()=" << sf.get() << endl;	
}
void thread2(shared_future<int>& sf)
{
	cout << "thread1 id=" << this_thread::get_id() << " sf.get()=" << sf.get() << endl;
}

int main()
{
	packaged_task<int(int,int)> pt(threadadd);
	future<int> fui = pt.get_future();
	shared_future<int> sfu = fui.share(); //通过share()转成shared_future

	thread at(std::move(pt), 6, 7);    //packaged_task包装一个函数指针，目的是能获取函数运行结果
	thread t1(thread1,std::ref(sfu));  //以下两个线程都需要at线程的运行结果
	thread t2(thread2, std::ref(sfu)); //这里的参数一定要是shared_future,因为future<>::get()只能一次(所以是移动)
	at.join();
	t1.join();
	t2.join();

	return 0;
}