std::future和std::promise兩者結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)異步的功能場(chǎng)景，本文將介紹的異步收發(fā)數(shù)據(jù)模版類(lèi)是在實(shí)踐中結(jié)合std::future和std::promise而摸索出來(lái)的。

工作過(guò)程中，我們可能會(huì)經(jīng)常遇到這樣的場(chǎng)景，需要從線程中獲取運(yùn)行的結(jié)果。現(xiàn)在我們有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)這樣的效果。

第一種方式，屬于通用用法，通過(guò)使用指針在線程間共享數(shù)據(jù)。傳遞指針給新建的線程，主線程使用條件變量等待被喚醒;當(dāng)線程設(shè)置完成數(shù)據(jù)到傳遞過(guò)來(lái)的指針之后，發(fā)送條件變量信號(hào)，主線程被喚醒之后，從指針中提取數(shù)據(jù)。這種方式采用條件變量、鎖、指針結(jié)合才實(shí)現(xiàn)了異步功能，比較復(fù)雜。

第二種方式，采用std::future和std::promise對(duì)象，也就是本文接下來(lái)要詳細(xì)說(shuō)明的一種異步實(shí)現(xiàn)方式。

std::future是一個(gè)類(lèi)模版，內(nèi)部存儲(chǔ)一個(gè)將來(lái)用于分配的值，它提供了get()成員函數(shù)來(lái)訪問(wèn)該值的機(jī)制。如果關(guān)聯(lián)值可用之前，調(diào)用了get函數(shù)，那么get函數(shù)將阻塞直到關(guān)聯(lián)值不可用。

std::promise也是一個(gè)類(lèi)模版，它用來(lái)設(shè)置上面的關(guān)聯(lián)值，每一個(gè)stb::promise和一個(gè)std::future對(duì)象關(guān)聯(lián)，一旦stb::promise設(shè)置值之后，std::future對(duì)象的get()函數(shù)就會(huì)獲取到值，然后返回。std::promise與它關(guān)聯(lián)的std::future共享數(shù)據(jù)。

一、阻塞等待獲取數(shù)據(jù)

1、實(shí)現(xiàn)線程執(zhí)行函數(shù)，入?yún)⑹且粋€(gè)std::promise指針，函數(shù)內(nèi)調(diào)用std::promise指針設(shè)置值

2、定義std::promise對(duì)象，從該對(duì)象獲取關(guān)聯(lián)的std::future對(duì)象，啟動(dòng)線程并且傳入std::promise對(duì)象的指針，調(diào)用std::future對(duì)象的get()函數(shù)阻塞等待，如果返回，那么打印輸出返回的字符串信息。

3、運(yùn)行程序，輸出的信息如下所示，從這里可以看出，std::promise在線程中設(shè)置值之后，std::future對(duì)象的get()函數(shù)成功獲取并返回。

二、通知線程退出

基于std::promise和std::future的機(jī)制，我們可以利用std::promise的set_value來(lái)通知運(yùn)行的線程退出。具體如何做呢，我們接下來(lái)給出例子進(jìn)行說(shuō)明。

1、實(shí)現(xiàn)線程的執(zhí)行函數(shù)，入?yún)榕cstd::promise關(guān)聯(lián)的std::future對(duì)象，執(zhí)行函數(shù)內(nèi)部調(diào)用std::future的wait_for循環(huán)超時(shí)等待，如果std::future的wait_for在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到std::promise調(diào)用set_value發(fā)送的信號(hào)，那么繼續(xù)循環(huán)等待，如果在超時(shí)時(shí)間內(nèi)收到std::promise調(diào)用set_value發(fā)送的信號(hào)，那么退出循環(huán)，同時(shí)線程也退出了。

2、創(chuàng)建std::promise對(duì)象，從std::promise對(duì)象提取關(guān)聯(lián)的future對(duì)象，啟動(dòng)線程，并且將上面的future對(duì)象傳遞給線程，主線程休眠一段時(shí)間之后，調(diào)用std::promise對(duì)象的set_value函數(shù)來(lái)發(fā)送信號(hào)，通知線程退出

3、從輸出的結(jié)果信息看，線程一直在運(yùn)行，當(dāng)收到std::promise對(duì)象發(fā)送信號(hào)的信號(hào)之后就退出

三、異步收發(fā)數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)上面兩個(gè)例子的講解，相信大家對(duì)std::future和std::promise已經(jīng)有了一個(gè)大概的了解。下面就給出異步收發(fā)數(shù)據(jù)的模版類(lèi)。

1、類(lèi)模版JAsyncSender實(shí)現(xiàn)兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是Send用于發(fā)送數(shù)據(jù)，它可以在線程中執(zhí)行，另一個(gè)是Wait等待接收數(shù)據(jù)，如果第三個(gè)參數(shù)沒(méi)有輸入，那么默認(rèn)一直等待，否則在指定時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有收到信息，那么返回失敗

2、接下來(lái)說(shuō)明類(lèi)模版JAsyncSender的使用方法

定義成員變量m_AsyncSendInt，它由主線程和子線程共享。JAsyncSender的type為整型，也可以定義為字符串，甚至是自定義對(duì)象，根據(jù)具體需求場(chǎng)景具體定義。

通過(guò)lambda方式創(chuàng)建線程，當(dāng)然你也可以使用其他方式，線程內(nèi)部先休眠一段時(shí)間，然后發(fā)送數(shù)據(jù)。

從運(yùn)行結(jié)果看，基于future和promise實(shí)現(xiàn)的異步收發(fā)數(shù)據(jù)模版類(lèi)的功能是正常的。

四、總結(jié)

std::promise與std::future的結(jié)合使用，可以更加容易處理異步消息事件，另外C++11標(biāo)準(zhǔn)中提供的 std::asych和std::packaged_task也是結(jié)合std::future來(lái)處理異步的事件流程。std::promise與std::future雖然功能強(qiáng)大，但是std::promise與std::future是一一對(duì)應(yīng)的，目前沒(méi)有辦法處理一對(duì)多的問(wèn)題，比如一個(gè)std::promise對(duì)應(yīng)多個(gè)std::future。std::promise如果設(shè)置過(guò)一次，再次設(shè)置會(huì)報(bào)錯(cuò)，如果需要重新使用，需要再創(chuàng)建std::promise對(duì)象。