c++ 11 多线线程系列----future

一、future头文件中有哪些类

二、std::promise 类介绍

      promise 对象可以保存某一类型 T 的值，该值可被 future 对象读取（可能在另外一个线程中），因此 promise 也提供了一种线程同步的手段。在 promise 对象构造时可以和一个共享状态（通常是std::future）相关联，并可以在相关联的共享状态(std::future)上保存一个类型为 T 的值。

可以通过 get_future 来获取与该 promise 对象相关联的 future 对象，调用该函数之后，两个对象共享相同的共享状态(shared state)

• promise 对象是异步 Provider，它可以在某一时刻设置共享状态的值。
• future 对象可以异步返回共享状态的值，或者在必要的情况下阻塞调用者并等待共享状态标志变为 ready，然后才能获取共享状态的值。

下面以一个简单的例子来说明上述关系

// promise example
#include <iostream>       // std::cout
#include <functional>     // std::ref
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future

void print_int(std::future<int>& fut) 
{
	int x = fut.get();
	std::cout << "value: " << x << std::endl;
}

int main()
{
	std::promise<int> prom;                      // create promise

	std::future<int> fut = prom.get_future();    // engagement with future

	std::thread th1(print_int, std::ref(fut));  // send future to new thread

	prom.set_value(10);                         // fulfill promise
	// (synchronizes with getting the future)
	th1.join();
	return 0;
}

promise();

template <class Alloc> promise (allocator_arg_t aa, const Alloc& alloc);

promise (const promise&) = delete;

promise (promise&& x) noexcept;

1. 默认构造函数，初始化一个空的共享状态。
2. 带自定义内存分配器的构造函数，与默认构造函数类似，但是使用自定义分配器来分配共享状态。
3. 拷贝构造函数，被禁用。
4. 移动构造函数。

另外，std::promise 的 operator= 没有拷贝语义，即 std::promise 普通的赋值操作被禁用，operator= 只有 move 语义，所以 std::promise 对象是禁止拷贝的。

// promise constructors
#include <iostream>       // std::cout
#include <functional>     // std::ref
#include <memory>         // std::allocator, std::allocator_arg
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future

void print_int(std::future<int>& fut) {
	int x = fut.get();
	std::cout << "value: " << x << '\n';
}

int main()
{
	std::promise<int> foo;
	std::promise<int> bar = std::promise<int>(std::allocator_arg, std::allocator<int>());

	std::future<int> fut = bar.get_future();

	std::thread th(print_int, std::ref(fut));

	bar.set_value(20);

	th.join();
	return 0;
}

std::promise::get_future 介绍

该函数返回一个与 promise 共享状态相关联的 future 。返回的 future 对象可以访问由 promise 对象设置在共享状态上的值或者某个异常对象。只能从 promise 共享状态获取一个 future 对象。在调用该函数之后，promise 对象通常会在某个时间点准备好(设置一个值或者一个异常对象)，如果不设置值或者异常，promise 对象在析构时会自动地设置一个 future_error 异常(broken_promise)来设置其自身的准备状态。上面的例子中已经提到了 get_future，此处不再重复。

std::promise::set_value 介绍

void set_value (const T& val);
void set_value (T&& val);

void promise<R&>::set_value (R& val);   // when T is a reference type (R&)
void promise<void>::set_value (void);   // when T is void

设置共享状态的值，此后 promise 的共享状态标志变为 ready.

std::promise::set_exception 介绍

为 promise 设置异常，此后 promise 的共享状态变标志变为 ready，例子如下，线程1从终端接收一个整数，线程2将该整数打印出来，如果线程1接收一个非整数，则为 promise 设置一个异常(failbit) ，线程2 在std::future::get 是抛出该异常。

#include <iostream>       // std::cin, std::cout, std::ios
#include <functional>     // std::ref
#include <thread>         // std::thread
#include <future>         // std::promise, std::future
#include <exception>      // std::exception, std::current_exception

void get_int(std::promise<int>& prom) {
	int x;
	std::cout << "Please, enter an integer value: ";
	std::cin.exceptions(std::ios::failbit);   // throw on failbit
	try {
		std::cin >> x;                         // sets failbit if input is not int
		prom.set_value(x);
	}
	catch (std::exception&) {
		prom.set_exception(std::current_exception());
	}
}

void print_int(std::future<int>& fut) {
	try {
		int x = fut.get();
		std::cout << "value: " << x << '\n';
	}
	catch (std::exception& e) {
		std::cout << "[exception caught: " << e.what() << "]\n";
	}
}

int main()
{
	std::promise<int> prom;
	std::future<int> fut = prom.get_future();

	std::thread th1(get_int, std::ref(prom));
	std::thread th2(print_int, std::ref(fut));

	th1.join();
	th2.join();
	return 0;
}