c++中std::future和std::promise的用法 _c++ future与promise使用指南

std::future和std::promise用于线程间异步传递结果,promise设置值或异常,future获取结果;示例中主线程通过future阻塞等待另一线程通过promise设置的值,支持异常传递且与std::async相比提供更细粒度控制,需注意只能set一次、避免未设置值即销毁及get后future失效等问题。

c++中std::future和std::promise的用法 _c++ future与promise使用指南

在C++多线程编程中,std::futurestd::promise 是用于在线程之间传递结果的重要工具。它们提供了一种异步通信机制:一个线程可以将结果“承诺”给另一个线程,后者通过“未来”对象获取该值,即使这个值尚未准备好。

std::promise 与 std::future 基本概念

std::promise 是一个可写一次的对象,用来设置某个值或异常。每个 promise 对应一个 std::future,future 是读取端,用来获取 promise 所“承诺”的结果。

一旦值被设置(通过 set_value 或 set_exception),future 就能获取它。这种机制非常适合用于线程间数据传递。

基本用法示例

下面是一个使用 std::promise 和 std::future 的简单例子:

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#include #include #include void setValue(std::promise&& p) {    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));    p.set_value(42); // 设置结果}int main() {    std::promise prom;    std::future fut = prom.get_future(); // 获取对应的 future    std::thread t(setValue, std::move(prom));    std::cout << "等待结果...n";    int value = fut.get(); // 阻塞直到值可用    std::cout << "得到结果: " << value << "n";    t.join();    return 0;}

说明:

主线程创建 promise 并从中获取 future。 新线程接收 promise 的右值引用,并在处理完成后调用 set_value。 主线程调用 fut.get() 阻塞等待结果。

异常传递

promise 不仅可以传递正常值,还能传递异常:

void setError(std::promise&& p) {    try {        throw std::runtime_error("出错了!");    } catch (...) {        p.set_exception(std::current_exception());    }}

当 future 调用 get() 时,会重新抛出该异常,可以使用 try-catch 捕获。

与 std::async 的区别

std::async 更高层,自动启动任务并返回 future;而 promise 提供更细粒度控制:

你可以决定何时、在哪个线程设置值。 适合事件驱动或回调场景,比如网络请求完成时手动 set_value。 配合条件变量或其他同步机制灵活使用。

注意事项

使用时注意以下几点:

每个 promise 只能 set_value、set_exception 或 set_exception_at_thread_exit 一次,多次调用会抛出 std::future_error。 如果 promise 被销毁前没有设置值,future.get() 会抛出 std::future_error。 务必确保 promise 正确移动传递,避免拷贝(promise 不可拷贝)。 get() 只能调用一次,之后 future 处于无效状态。

基本上就这些。std::promise 和 std::future 组合为 C++ 异步编程提供了基础支持,理解它们的协作方式有助于构建清晰的跨线程通信逻辑。

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