[知识点]c++ future库 async方法

C++ 标准库中的 future 和 async 提供了一种便捷的方式来实现并发编程。std::async 是一个非常强大的工具，它可以用于启动异步任务，并返回一个 std::future 对象，该对象可以用来等待任务的结果。

`std::async` 的基本用法

std::async 用于启动一个异步任务。它的基本语法如下：

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>// 一个简单的函数，模拟一些工作
int work(int x) {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟延迟return x * x;
}int main() {// 使用 std::async 启动异步任务，并获取 std::future 对象std::future<int> result = std::async(std::launch::async, work, 10);// 在此处可以执行其他工作std::cout << "Doing other work..." << std::endl;// 获取异步任务的结果（会阻塞直到结果准备好）int value = result.get();std::cout << "Result: " << value << std::endl;return 0;
}

`std::async` 启动模式

std::async 提供了两种启动模式：

std::launch::async：任务在独立线程中异步执行。
std::launch::deferred：任务延迟执行，直到 future 对象的 get 或 wait 方法被调用。

示例：不同的启动模式

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>int work(int x) {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));return x * x;
}int main() {// 异步启动std::future<int> async_result = std::async(std::launch::async, work, 10);// 延迟启动std::future<int> deferred_result = std::async(std::launch::deferred, work, 20);// 在此处可以执行其他工作std::cout << "Doing other work..." << std::endl;// 获取异步任务的结果（会阻塞直到结果准备好）int async_value = async_result.get();std::cout << "Async result: " << async_value << std::endl;// 获取延迟任务的结果（会在此时执行任务）int deferred_value = deferred_result.get();std::cout << "Deferred result: " << deferred_value << std::endl;return 0;
}

使用 `std::future` 获取结果

std::future 提供了多种方法来获取任务结果：

get：阻塞当前线程，直到任务完成并返回结果。
wait：阻塞当前线程，直到任务完成。
wait_for：阻塞当前线程一段时间，等待任务完成。
wait_until：阻塞当前线程直到指定时间，等待任务完成。

示例：使用 `std::future` 的不同方法

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>int work(int x) {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));return x * x;
}int main() {std::future<int> result = std::async(std::launch::async, work, 10);// 等待一段时间if (result.wait_for(std::chrono::seconds(1)) == std::future_status::timeout) {std::cout << "Task is still running..." << std::endl;}// 再次等待，直到任务完成result.wait();int value = result.get();std::cout << "Result: " << value << std::endl;return 0;
}

捕获异常

如果异步任务在执行过程中抛出异常，std::future 的 get 方法会重新抛出该异常。可以通过捕获异常来处理任务中的错误。

示例：捕获异常

#include <iostream>
#include <future>
#include <stdexcept>
#include <thread>int work(int x) {if (x < 0) {throw std::invalid_argument("x must be non-negative");}std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));return x * x;
}int main() {// 启动一个会抛出异常的任务std::future<int> result = std::async(std::launch::async, work, -10);try {int value = result.get(); // 这里会重新抛出异常std::cout << "Result: " << value << std::endl;} catch (const std::exception& e) {std::cout << "Exception: " << e.what() << std::endl;}return 0;
}