深入了解C++11中promise和future的使用

深入了解C++11中promise和future

什么是promise和future

在C++11标准中，promise和future是一对用于线程间通信的重要工具。其中，promise负责提供使用者一个方式去异步生成一个值；future则提供了一种方式去访问这个值，或者等待这个值的生成。

可以将promise看作是一个值得承诺，而future则是对这个承诺的期望，而shared_future则是对这个承诺的同时使用。

如何使用

以下是一个简单的使用案例：

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

using namespace std;

void worker(promise<int> promise_obj) {
    cout << "Worker is working..." << endl;
    promise_obj.set_value(42);
}

int main() {
    promise<int> promise_obj;
    future<int> future_obj = promise_obj.get_future();

    thread t(worker, move(promise_obj));
    t.join();

    cout << "Result: " << future_obj.get() << endl;
    return 0;
}

在这个案例中，worker函数在新的线程内部执行。我们通过promise_obj对象提供了给这个任务一个承诺：在处理后使用set_value方法设置一个值。在主线程中，我们通过promise_obj对象获取了一个future_obj对象，使用future_obj.get()等待这个承诺的结果。

更多例子

这里介绍另一个简单的例子，实现两个同时开始的线程交换信息的功能：

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

using namespace std;

void worker1(promise<string> promise_obj) {
    string data = "Hello from worker1";
    cout << "Worker1 is working..." << endl;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    promise_obj.set_value(data);
}

void worker2(promise<string> promise_obj, future<string> future_obj) {
    cout << "Worker2 is waiting..." << endl;
    auto result = future_obj.get();
    string data = "Hello back from worker2: " + result;
    cout << "Worker2 is working..." << endl;
    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    promise_obj.set_value(data);
}

int main() {
    promise<string> promise1;
    promise<string> promise2;
    future<string> future1 = promise1.get_future();
    future<string> future2 = promise2.get_future();

    thread t1(worker1, move(promise1));
    thread t2(worker2, move(promise2), move(future1));

    t1.join();
    t2.join();

    cout << "Result: " << future2.get() << endl;
    return 0;
}

在这个例子中，我们有两个线程：worker1和worker2。在worker1中，我们创建了一个字符串，并将其设置为promise1的值。在worker2中，我们需要等待promise1的结果出现后，在此基础上创建一个新的字符串，并将其作为promose2的值。

值得注意的是，要调用std::move(promise1)和std::move(future1)是为了确保线程内的完整性，即保证这些对象不会被拷贝。最后，我们再通过future2.get()进行等待，以得到最终的结果。

总结

通过promise和future的使用，我们可以很容易地在不同线程中交换状态和数据。因此，promise和future是用于在线程同步和通信方面的有用的工具。

但是，需要注意的是如果在使用promise和future时，必须始终确保线程的安全。