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c++怎么用std::async和std::future进行异步编程_c++ std::async与std::future使用方法

穿越時空

发布： 2025-09-30 16:01:02

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std::async与std::future用于异步任务执行和结果获取，通过get()获取返回值或异常，支持async和deferred启动策略，需注意调用get()避免阻塞析构。

c++怎么用std::async和std::future进行异步编程_c++ std::async与std::future使用方法

在C++11中，std::async 和 std::future 提供了一种简单的方式来执行异步任务并获取其结果。它们位于 red"><future> 头文件中，是标准库对多线程编程的高层封装，适合不需要手动管理线程的场景。

基本概念：std::async 与 std::future

std::async 是一个函数模板，用于启动一个异步任务（可以是函数、lambda表达式等），它会返回一个 std::future 对象。这个 future 可以用来在将来某个时间点获取任务的返回值。

std::future 就像一个“占位符”，代表一个尚未完成的计算结果。你可以通过调用它的 get() 方法来等待结果并取出值。

使用方法示例

下面是一个简单的例子，展示如何使用 std::async 执行一个耗时操作，并通过 std::future 获取结果：

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#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
#include <chrono>

int slow_calculation() {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    return 42;
}

int main() {
    // 启动异步任务
    std::future<int> fut = std::async(slow_calculation);

    std::cout << "正在执行其他操作...\n";

    // 等待结果并获取
    int result = fut.get();  // 阻塞直到结果可用

    std::cout << "结果是: " << result << "\n";
    return 0;
}

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在这个例子中，slow_calculation 函数在后台运行，主线程可以继续做其他事情，直到调用 fut.get() 时才阻塞等待结果。

指定启动策略

std::async 支持两种启动策略：

std::launch::async：强制在新线程中运行任务。
std::launch::deferred：延迟执行，直到调用 future 的 get() 或 wait() 时才在当前线程同步执行。

你可以显式指定策略：

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auto fut1 = std::async(std::launch::async, slow_calculation);        // 异步执行
auto fut2 = std::async(std::launch::deferred, slow_calculation);     // 延迟执行
auto fut3 = std::async(std::launch::async | std::launch::deferred, slow_calculation); // 让系统决定

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如果不指定，默认行为由系统决定（通常是可异步就异步）。

处理异常和状态检查

如果异步任务抛出异常，这个异常会被捕获并存储在 future 中，当你调用 get() 时，异常会重新抛出。

你也可以使用 wait_for 或 wait_until 来避免长时间阻塞：

std::future<int> fut = std::async([]{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    return 100;
});

// 等待最多1秒
auto status = fut.wait_for(std::chrono::seconds(1));
if (status == std::future_status::ready) {
    std::cout << "结果: " << fut.get() << "\n";
} else {
    std::cout << "任务还没完成\n";
}

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