std::packaged_task() —C++17 并发编程

std::packaged_task<>连结了future对象与函数（或可调用对象）。

std::packaged_task<>对象在执行任务时，会调用关联的函数（或可调用对象），把返回值保存为future的内部数据，并令future准备就绪。它可作为线程池的构件单元，亦可用于其他任务管理方案。

例如，为各个任务分别创建专属的独立运行的线程，或者在某个特定的后台线程上依次执行全部任务。若一项庞杂的操作能分解为多个子任务，则可把它们分别包装到多个std::packaged_task<>实例之中，再传递给任务调度器或线程池。这就隐藏了细节，使任务抽象化，让调度器得以专注处理std::packaged_task<>实例，无须纠缠于形形色色的任务函数。
std::packaged_task<>是类模板，其模板参数是函数签名（function signature）：譬如，void()表示一个函数，不接收参数，也没有返回值；又如，int(std::string&,double*)代表某函数，它接收两个参数并返回int值，其中，第一个参数是非const引用，指向std::string对象，第二个参数是double类型的指针。

假设，我们要构建std::packaged_task<>实例，那么，由于模板参数先行指定了函数签名，因此传入的函数（或可调用对象）必须与之相符，即它应接收指定类型的参数，返回值也必须可以转换为指定类型。
这些类型不必严格匹配，若某函数接收int类型参数并返回float值，我们则可以为其构建std::packaged_task<double(double)>的实例，因为对应的类型可进行隐式转换。
类模板std::packaged_task<>具有成员函数get_future()，它返回std::future<>实例，该future的特化类型取决于函数签名所指定的返回值。
std::packaged_task<>还具备函数调用操作符，它的参数取决于函数签名的参数列表。

std::packaged_task对象是可调用对象，我们可以直接调用，还可以将其包装在std::function对象内，当作线程函数传递给std::thread对象，也可以传递给需要可调用对象的函数。

若std::packaged_task作为函数对象而被调用，它就会通过函数调用操作符接收参数，并将其进一步传递给包装在内的任务函数，由其异步运行得出结果，并将结果保存到std::future对象内部，再通过get_future()获取此对象。因此，为了在未来的适当时刻执行某项任务，我们可以将其包装在std::packaged_task对象内，取得对应的future之后，才把该对象传递给其他线程，由它触发任务执行。

等到需要使用结果时，我们静候future准备就绪即可。

举一个不是很恰当的例子:

#pragma once
#include <deque>
#include <future>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <utility>
#include <iostream>using namespace std;/** 模拟多线程加载 GUI 界面*/
std::mutex mt;
std::deque<std::packaged_task<std::string()>> tasks;
std::vector<future<std::string>> futures;void gui_thread()
{for (int i = 0; i < 3; ++i){std::packaged_task<std::string()> task;{std::unique_lock<std::mutex> lk(mt);if (tasks.empty())continue;task = std::move(tasks.front());tasks.pop_front();}task();}}template <typename Func>
std::future<std::string> post_task_for_gui(Func f)
{std::packaged_task<std::string()> task(f);std::future<std::string> res = task.get_future();std::lock_guard<std::mutex> lk(mt);tasks.push_back(std::move(task));return res;
}void start_422()
{for (int i = 0; i < 3; ++i){futures.push_back(post_task_for_gui([=]()-> std::string{std::this_thread::sleep_for(3s);return std::format("第 {} 任务执行完毕", i);}));}cout << "任务提交完成" << endl;std::thread gui_background_thread(gui_thread);if (gui_background_thread.joinable())gui_background_thread.detach(); //后台执行for (auto& value : futures){cout << value.get() << endl;}
}

本例采用std::packaged_task<void()>表示任务，包装某个函数（或可调用对象），它不接收参数，返回void（倘若真正的任务函数返回任何其他类型的值，则会被丢弃）。

这里，我们采用最简单的任务举例，但前文已提过，std::packaged_task也能用于更复杂的情况。针对不同的任务函数，std::packaged_task的函数调用操作符须就此修改参数，保存于相关的future实例内的返回值类型也须变动，而我们只要通过模板参数，指定对应任务的函数签名即可。

我们可轻松扩展上例，改动那些只准许在GUI线程上运行的任务，令其接收参数，并凭借std::future返回结果，std::future不再局限于充当指标，示意任务是否完成。