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std::future 相比于直接使用线程在 C++ 中有几个重要的优势,主要体现在同步结果获取、简化代码管理、以及更安全的异步任务管理等方面。以下是 std::future 的一些主要优势:
std::future 提供了一种便捷的机制来获取异步任务的返回值。当我们使用线程时,通常无法轻松获得线程的返回值,线程函数如果有返回值,需要通过共享变量、全局变量或其他同步机制进行通信,这使得代码更加复杂.
通过 std::future,可以轻松获取异步任务的结果,它在内部同步管理任务执行的结果.
例子:
#include <iostream>
#include <future>
int compute() {
return 42;
}
int main() {
std::future<int> result = std::async(std::launch::async, compute);
std::cout << "Result: " << result.get() << std::endl; // 自动等待线程完成并返回结果
return 0;
}
在这种情况下,result.get() 会等待线程完成,并获取异步任务的返回值 42。这比直接使用线程共享状态的方式要简单得多.
使用 std::thread 需要手动管理线程的生命周期,比如使用 join() 来等待线程执行完成。而 std::future 通过 get() 或者 wait() 来等待任务完成,自动管理同步,不需要手动调用 join().
直接使用线程时:
#include <iostream>
#include <thread>
void compute(int &result) {
result = 42;
}
int main() {
int result;
std::thread t(compute, std::ref(result));
t.join(); // 必须手动调用 join() 等待线程完成
std::cout << "Result: " << result << std::endl;
return 0;
}
这里要通过 std::ref(result) 共享数据,并且必须手动管理线程的结束 (join()),否则程序会发生错误.
std::future 和 std::async 可以更好地管理异步任务,避免直接操作线程带来的错误。比如,当线程没有被正确 join 时,程序可能崩溃,而 std::future 会自动等待异步任务完成.
如果程序异常退出或者忘记调用 join(),std::thread 会导致程序中断或者未定义行为。而 std::future 不会发生这些问题,它通过 get() 自动等待异步任务完成.
例如,如果使用 std::thread,忘记 join(),程序会出现崩溃风险:
std::thread t([] { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); });
// 如果没有 t.join(),程序将崩溃
std::future 可以捕获异步任务中的异常,而直接使用线程时,异常管理需要额外的工作。在 std::future 中,get() 不仅可以获取任务的结果,还可以在任务中出现异常时,将该异常抛出,方便后续处理.
例子:
#include <iostream>
#include <future>
#include <stdexcept>
int faulty_task() {
throw std::runtime_error("Something went wrong!");
}
int main() {
std::future<int> result = std::async(std::launch::async, faulty_task);
try {
int value = result.get(); // 在此捕获异常
} catch (const std::exception& e) {
std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
直接使用 std::thread 时,要处理任务中的异常需要复杂的机制,std::future 简化了这一过程.
使用 std::async 和 std::future,你可以选择是否立即启动线程,或者延迟执行任务(惰性启动)。通过 std::async 的第二个参数(如 std::launch::deferred),可以控制任务是否异步执行或延迟执行,这种灵活性在直接使用线程时无法轻易实现.
惰性启动:
std::future<int> result = std::async(std::launch::deferred, compute); // 任务并不会立即执行
// result.get() 执行时,任务才开始执行
std::future 的主要优势在于:
相比之下,std::thread 直接操作线程,虽然可以让程序员显式控制任务,但在实际开发中,这种显式控制常常导致复杂的代码管理和更大的错误风险,因此 std::future 是一种更高层次、更安全的选择.
最后此篇关于`std::future`--异步的优势的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于`std::future`--异步的优势的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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