std::future::then的概念和使用方法

news2024/10/11 22:25:58

std::future::then是 C++ 中用于异步操作的一种机制，它允许在一个异步任务完成后，接着执行另一个操作（即延续操作）。以下是关于 std::future::then 的概念和使用方法：

1. 概念：

std::future::then 的主要目的是将异步操作串联起来，形成一个异步操作链。当一个 std::future 对象所代表的异步任务完成后，通过 then 方法可以指定一个后续的操作，这个后续操作会在异步任务完成后自动执行。这样可以方便地实现异步任务的顺序执行和结果传递，避免了复杂的线程同步和等待操作。

2. 使用方法：

2.1 包含头文件：

      #include <future>

2.2 函数原型及参数解释

假设我们有一个异步任务，通过std::async启动，然后使用std::future来获取结果。在某些情况下，我们可能希望在这个异步任务完成后执行另一个操作，这时就可以使用then函数。

template<class Function>
std::future<typename std::result_of<Function(std::future<T>&)>::type> then(Function&& func);

其中，Function是一个可调用对象，它接受一个std::future对象作为参数，并返回一个值。这个返回值可以是另一个std::future对象，也可以是其他类型的值。

2.3 基本用法：

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

        // 异步任务函数，模拟一个耗时操作并返回结果
        int asyncTask() {
            std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
            return 42;
        }

        int main() {
            // 创建一个异步任务的 future 对象
            std::future<int> future = std::async(std::launch::async, asyncTask);

            // 使用 then 方法添加延续操作
            std::future<void> result = future.then([](std::future<int>& f) {
                try {
                    int value = f.get();
                    std::cout << "异步任务完成，结果为: " << value << std::endl;
                } catch (const std::exception& e) {
                    std::cerr << "获取异步任务结果时出错: " << e.what() << std::endl;
                }
            });

            // 等待延续操作完成（这里只是为了确保程序不会提前结束）
            result.wait();

            return 0;
        }

在上述代码中，首先使用 std::async 创建了一个异步任务，该任务会在后台线程中执行 asyncTask 函数。然后使用 then 方法添加了一个延续操作，当异步任务完成后，延续操作会获取异步任务的结果并打印出来。最后，使用 result.wait 等待延续操作完成，以确保程序不会提前结束4。

返回值处理：
- then 方法的返回值也是一个 std::future 对象。如果延续操作的返回类型是 T，那么 then 方法返回的 std::future 的结果类型就是 T。
- 如果延续操作返回的是另一个 std::future 对象（例如，在延续操作中又启动了一个新的异步任务），那么 then 方法会自动进行所谓的 “隐式解包”，使得返回的 std::future 对象直接代表新的异步任务的结果。