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c++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务与并发执行机制

裘德小鎮的故事

发布： 2025-11-16 19:22:02

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std::async和std::future用于异步任务，通过launch策略启动函数并返回future对象，调用get()获取结果，支持并发执行与超时控制，需注意get()仅能调用一次且避免析构阻塞。

c++怎么使用std::async和std::future_c++异步任务与并发执行机制

在C++中，std::async 和 std::future 是实现异步任务和并发执行的重要工具，它们定义在 <future> 头文件中。通过这两个机制，你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 的基本用法

std::async 用于启动一个异步任务，返回一个 std::future 对象，该对象可用于在将来获取任务的返回值。

基本语法：

std::future<T> result = std::async(launch_policy, function, args...);

其中：

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launch_policy：指定任务的启动策略，可选 std::launch::async（强制异步执行）或 std::launch::deferred（延迟执行，调用 get 时才运行）
function：要异步执行的函数或可调用对象
args...：传递给函数的参数

如果不指定策略，系统会根据情况自动选择。

使用 std::future 获取异步结果

std::future 表示一个可能还未完成的计算结果。调用其 get() 方法会阻塞当前线程，直到结果可用。

示例：

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

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

int main() {
auto future_result = std::async(std::launch::async, long_computation);
std::cout << "任务已启动，正在做其他事情...\n";
int value = future_result.get(); // 阻塞等待结果
std::cout << "结果是: " << value << "\n";
return 0;
}

这段代码会在后台执行耗时函数，主线程可以继续处理其他逻辑，最后通过 get() 获取结果。

并发执行多个任务

你可以同时启动多个 std::async 任务，实现真正的并发执行。

示例：

#include <iostream>
#include <future>
#include <vector>

int task(int id) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(500 * (id + 1)));
return id * 10;
}

int main() {
std::vector<std::future<int>> futures;

for (int i = 0; i < 3; ++i) {
futures.push_back(std::async(std::launch::async, task, i));
}

for (auto& fut : futures) {
std::cout << "收到结果: " << fut.get() << "\n";
}
return 0;
}

三个任务并发运行，虽然执行时间不同，但总体耗时小于串行执行。