這篇文章給大家介紹C++11中std::future如何使用，內(nèi)容非常詳細(xì)，感興趣的小伙伴們可以參考借鑒，希望對(duì)大家能有所幫助。

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C++11中的std::future是一個(gè)模板類。std::future提供了一種用于訪問異步操作結(jié)果的機(jī)制。std::future所引用的共享狀態(tài)不能與任何其它異步返回的對(duì)象共享(與std::shared_future相反)( std::future references shared state that is not shared with any other asynchronous return objects (as opposed to std::shared_future))。一個(gè)future是一個(gè)對(duì)象，它可以從某個(gè)提供者的對(duì)象或函數(shù)中檢索值，如果在不同的線程中，則它可以正確地同步此訪問(A future is an object that can retrieve a value from some provider object or function, properly synchronizing this access if in different threads)。

有效的future是與共享狀態(tài)(shared state)關(guān)聯(lián)的future對(duì)象，可以通過調(diào)用以下函數(shù)(provider)來構(gòu)造future對(duì)象：std::async、std::promise::get_future、std::packaged_task::get_future。future對(duì)象僅在它們是有效時(shí)才有用。

模板類std::future成員函數(shù)包括：

1. 構(gòu)造函數(shù)：(1).不帶參數(shù)的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，此對(duì)象沒有共享狀態(tài)，因此它是無效的，但是可以通過移動(dòng)賦值的方式將一個(gè)有效的future值賦值給它；(2).禁用拷貝構(gòu)造；(3).支持移動(dòng)構(gòu)造。

2. 析構(gòu)函數(shù)：銷毀future對(duì)象，它是異常安全的。

3. get函數(shù)：(1).當(dāng)共享狀態(tài)就緒時(shí)，返回存儲(chǔ)在共享狀態(tài)中的值(或拋出異常)。(2).如果共享狀態(tài)尚未就緒(即提供者尚未設(shè)置其值或異常)，則該函數(shù)將阻塞調(diào)用的線程直到就緒。(3).當(dāng)共享狀態(tài)就緒后，則該函數(shù)將取消阻塞并返回(或拋出)釋放其共享狀態(tài)，這使得future對(duì)象不再有效，因此對(duì)于每一個(gè)future共享狀態(tài)，該函數(shù)最多應(yīng)被調(diào)用一次。(4).std::future<void>::get()不返回任何值，但仍等待共享狀態(tài)就緒并釋放它。(5).共享狀態(tài)是作為原子操作(atomic operation)被訪問。

4. operator=：(1).禁用拷貝賦值。(2).支持移動(dòng)賦值：如果在調(diào)用之前，此對(duì)象是有效的(即它已經(jīng)訪問共享狀態(tài))，則將其與先前已關(guān)聯(lián)的共享狀態(tài)解除關(guān)聯(lián)。如果它是與先前共享狀態(tài)關(guān)聯(lián)的唯一對(duì)象，則先前的共享狀態(tài)也會(huì)被銷毀。

5. share函數(shù)：獲取共享的future，返回一個(gè)std::shared_future對(duì)象，該對(duì)象獲取future對(duì)象的共享狀態(tài)。future對(duì)象將不再有效。

6. valid函數(shù)：檢查共享狀態(tài)的有效性，返回當(dāng)前的future對(duì)象是否與共享狀態(tài)關(guān)聯(lián)。一旦調(diào)用了std::future::get()函數(shù)，再調(diào)用此函數(shù)將返回false。

7. wait函數(shù)：(1).等待共享狀態(tài)就緒。(2).如果共享狀態(tài)尚未就緒(即提供者尚未設(shè)置其值或異常)，則該函數(shù)將阻塞調(diào)用的線程直到就緒。(3).當(dāng)共享狀態(tài)就緒后，則該函數(shù)將取消阻塞并void返回。

8. wait_for函數(shù)：(1).等待共享狀態(tài)在指定的時(shí)間內(nèi)(time span)準(zhǔn)備就緒。(2). 如果共享狀態(tài)尚未就緒(即提供者尚未設(shè)置其值或異常)，則該函數(shù)將阻塞調(diào)用的線程直到就緒或已達(dá)到設(shè)置的時(shí)間。(3).此函數(shù)的返回值類型為枚舉類future_status。此枚舉類有三種label：ready：共享狀態(tài)已就緒；timeout：在指定的時(shí)間內(nèi)未就緒；deferred：共享狀態(tài)包含了一個(gè)延遲函數(shù)(deferred function)。

9. wait_until函數(shù)：(1). 等待共享狀態(tài)在指定的時(shí)間點(diǎn)(time point)準(zhǔn)備就緒。(2). 如果共享狀態(tài)尚未就緒(即提供者尚未設(shè)置其值或異常)，則該函數(shù)將阻塞調(diào)用的線程直到就緒或已達(dá)到指定的時(shí)間點(diǎn)。(3).此函數(shù)的返回值類型為枚舉類future_status。

詳細(xì)用法見下面的測(cè)試代碼，下面是從其他文章中copy的測(cè)試代碼，部分作了調(diào)整，詳細(xì)內(nèi)容介紹可以參考對(duì)應(yīng)的reference：

#include "future.hpp"#include <iostream>#include <future>#include <chrono>#include <utility>#include <thread> namespace future_ { ///////////////////////////////////////////////////////////// reference: http://www.cplusplus.com/reference/future/future/int test_future_1(){{ // constructor/get/operator= auto get_value = []() { return 10; }; std::future<int> foo; // default-constructed std::future<int> bar = std::async(get_value); // move-constructed  int x = bar.get(); std::cout << "value: " << x << '\n'; // 10  //int x2 = bar.get(); // crash, 對(duì)于每個(gè)future的共享狀態(tài)，get函數(shù)最多僅被調(diào)用一次 //std::cout << "value: " << x2 << '\n';  std::future<int> foo2(std::async(get_value)); std::cout << "value: " << foo2.get() << '\n'; // 10} { // share std::future<int> fut = std::async([]() { return 10; }); std::shared_future<int> shfut = fut.share();  //std::cout << "value: " << fut.get() << '\n'; // crash, 執(zhí)行完fut.share()后，fut對(duì)象將變得無效 std::cout << "fut valid: " << fut.valid() << '\n';// 0  // shared futures can be accessed multiple times: std::cout << "value: " << shfut.get() << '\n'; // 10 std::cout << "its double: " << shfut.get() * 2 << '\n'; // 20, 對(duì)于std::shared_future對(duì)象，get函數(shù)可以被多次訪問} { // valid std::future<int> foo, bar; foo = std::async([]() { return 10; }); bar = std::move(foo);  if (foo.valid()) std::cout << "foo's value: " << foo.get() << '\n'; else std::cout << "foo is not valid\n"; // foo is not valid  if (bar.valid()) std::cout << "bar's value: " << bar.get() << '\n'; // 10 else std::cout << "bar is not valid\n";} { // wait auto is_prime = [](int x) { for (int i = 2; i < x; ++i) if (x%i == 0) return false; return true; };  // call function asynchronously: std::future<bool> fut = std::async(is_prime, 194232491);  std::cout << "checking...\n"; fut.wait();  std::cout << "\n194232491 "; if (fut.get()) // guaranteed to be ready (and not block) after wait returns std::cout << "is prime.\n"; else std::cout << "is not prime.\n";} { // wait_for auto is_prime = [](int x) { for (int i = 2; i < x; ++i) if (x%i == 0) return false; return true; };  // call function asynchronously: std::future<bool> fut = std::async(is_prime, 700020007);  // do something while waiting for function to set future: std::cout << "checking, please wait"; std::chrono::milliseconds span(100); while (fut.wait_for(span) == std::future_status::timeout) // 可能多次調(diào)用std::future::wait_for函數(shù) std::cout << '.';  bool x = fut.get(); // retrieve return value std::cout << "\n700020007 " << (x ? "is" : "is not") << " prime.\n";}  return 0;} ///////////////////////////////////////////////////////////// reference: https://en.cppreference.com/w/cpp/thread/futureint test_future_2(){ // future from a packaged_task std::packaged_task<int()> task([] { return 7; }); // wrap the function std::future<int> f1 = task.get_future(); // get a future std::thread t(std::move(task)); // launch on a thread  // future from an async() std::future<int> f2 = std::async(std::launch::async, [] { return 8; }); #ifdef _MSC_VER // future from a promise std::promise<int> p; std::future<int> f3 = p.get_future(); std::thread([&p] { p.set_value_at_thread_exit(9); }).detach(); // gcc 4.9 don't support this function#endif  std::cout << "Waiting..." << std::flush; f1.wait(); f2.wait();#ifdef _MSC_VER f3.wait();#endif std::cout << "Done!\nResults are: " << f1.get() << ' ' << f2.get() << ' '#ifdef _MSC_VER << f3.get()#endif << '\n'; t.join();  return 0;} ///////////////////////////////////////////////////////////// reference: https://thispointer.com/c11-multithreading-part-8-stdfuture-stdpromise-and-returning-values-from-thread/void initiazer(std::promise<int> * promObj){ std::cout << "Inside Thread" << std::endl; promObj->set_value(35);} int test_future_3(){ std::promise<int> promiseObj; std::future<int> futureObj = promiseObj.get_future(); std::thread th(initiazer, &promiseObj); std::cout << "value: " << futureObj.get() << std::endl; th.join();  // If std::promise object is destroyed before setting the value the calling get() function on associated std::future object will throw exception. // A part from this, if you want your thread to return multiple values at different point of time then // just pass multiple std::promise objects in thread and fetch multiple return values from thier associated multiple std::future objects.  return 0;} } // namespace future_

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