Thread、Future、Promise、Packaged_task、Async之间有什么关系？

并发编程一般指多线程编程，关系C++11之后关于多线程编程有几个高级API：

std::threadstd::futurestd::shared_futurestd::promisestd::packaged_taskstd::async

可能很多人都搞不清楚它们之前有什么联系，关系可以直接看这张图：

从这张图我们可以大体看出来：

packaged_task ≈ promise + functionasync ≈ thread + packaged_task通过promise的关系get_future()可拿到future通过future的share()可拿到shared_future

promise和future是线程之间的同步通道，类似于条件变量的关系封装，看它的关系使用：

#include

#include

#include

int main() {

std::promiseprom;

std::futuref = prom.get_future();

prom.set_value(true);

std::cout << f.get() << std::endl;

}

首先创建一个promise，通过promise可以拿到future，关系future有wait()和get()等方法，关系这种方法会阻塞当前线程，关系直到future的关系源promise调用了set_value，future的关系wait()只有阻塞功能，而get()方法不仅有阻塞功能，关系还能拿到set_value()设置的关系值。我举个多线程的关系示例：

#include

#include

#include

int main() {

std::promiseprom;

auto f = prom.get_future();

std::thread t(

[](std::promisep) {

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));

p.set_value(100);

},

std::move(prom));

std::cout << f.get() << std::endl;

if (t.joinable()) t.join();

}

这段代码执行后会在两秒后输出100。这个结果就验证了上面啰嗦的关系promise的future的get()的阻塞和获取结果的能力。

注意：一个promise的关系set_value()只能调用一次，如果调用多次，高防服务器就会throw exception，如果外部没catch exception，程序就会crash。

promise的阻塞功能还是蛮好用的，我在工程中就经常用到它。

介绍完promise，再来看看packaged_task：

#include

#include

#include

int main() {

std::packaged_tasktask([](int a, int b) { return a + b; });

auto f = task.get_future();

std::thread t(std::move(task), 1, 2);

std::cout << f.get() << std::endl;

if (t.joinable()) t.join();

}

可以拿这段代码和上面那段promise的代码对比看看，可以得出结论：packaged_task ≈ promise + function

promise只能set_value，不太好执行复杂的逻辑，有执行函数+阻塞的需求时，就可以考虑使用packaged_task。

可以思考一下，如果要你封装一个packaged_task，你会怎么做？

再看async：

#include

#include

#include

int main() {

auto f = std::async(

std::launch::async, [](int a, int b) { return a + b; }, 1, 2);

std::cout << f.get() << std::endl;

}

这里可以看到，使用了async后，连thread都不需要创建了，这也就验证了上面图中的结论：async ≈ thread + packaged_task

这里请注意：async中的第一个参数我使用的是std::launch::async，只有当参数为std::launch::async时，函数才会异步执行。

参数还可以是std::launch::deferred，站群服务器参数为这个时，函数不会异步执行，只有当对应的future调用了get时，函数才会执行，而且是在当前线程执行。

关于async有几个坑，我之前写过一篇文章，可以看这个：async的两个坑。

介绍完async，再介绍下shared_future。

普通的future有个特点，它不能拷贝，只能移动，这就意味着只能有一个线程一个实例可以通过get()拿到对应的结果。

如果想要多个线程多个实例拿到结果，就可以使用shared_future，那怎么拿到shared_future，可以通过普通future的shared()方法。

#include

#include

#include

int main() {

std::promiseprom;

auto fu = prom.get_future();

auto shared_fu = fu.share();

auto f1 = std::async(std::launch::async, [shared_fu]() { std::cout << shared_fu.get() << std::endl; });

auto f2 = std::async(std::launch::async, [shared_fu]() { std::cout << shared_fu.get() << std::endl; });

prom.set_value(102);

f1.get();

f2.get();

}

看到这里，大家应该明白thread、future、promise、packaged_task、async之间的关系了吧。源码下载

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