C++11中多线程编程-stdasync的深入讲解

前言

C++11引入了许多多线程编程的特性，其中一个重要的特性是std::async函数。std::async是一个非常有用的工具，可以简化多线程编程过程，提高程序的并行性和性能。它允许我们以异步的方式执行一个函数，返回一个std::future对象，可以通过此对象获取函数的返回值。

std::async函数的用法

std::async函数的使用非常简单，它有三个重载版本：

template< class Function, class... Args >
std::future::type>
async( Function&& f, Args&&... args );

template< class Function, class... Args >
std::future::type>
async( launch policy, Function&& f, Args&&... args );

template< class Function, class... Args >
std::future::type>
async( launch policy, Function&& f, Args&&... args );

第一个版本的std::async函数使用默认的执行策略，即让编译器自行选择执行方式。第二个版本接受一个枚举类型参数policy，用于指定执行策略。第三个版本接受一个线程池作为参数，该线程池用于执行函数。

接下来，让我们深入探讨std::async函数的用法和一些需要注意的细节。

std::async函数的用途和规范

std::async函数可以用于执行任意函数，包括普通函数、成员函数和Lambda表达式。例如，我们可以使用std::async来并行计算一个向量的和：

#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
    std::vector numbers(1000000, 1);

    // 使用std::async并行计算向量的和
    std::future result = std::async(std::launch::async, [&numbers]() {
        return std::accumulate(numbers.begin(), numbers.end(), 0);
    });

    // 执行其他任务...

    // 获取计算结果
    int sum = result.get();
    std::cout << "Sum: " << sum << std::endl;

    return 0;
}

在上面的例子中，我们使用std::async函数以异步方式执行Lambda表达式，计算向量numbers的和。通过调用result.get()获取计算结果，我们可以在程序的其他部分继续执行其他任务，而不需要等待计算完成。

需要注意的是，std::async函数的返回值类型是std::future，可以通过该对象获取函数的返回值或者查询函数的执行状态。此外，std::async函数在默认情况下并不保证输入参数的求值顺序，可以通过std::ref等函数对输入参数进行引用传递。

总结

std::async是C++11中多线程编程的一个强大工具，可以简化并行编程过程，提高程序的性能。使用 std::async 可以方便地以异步的方式执行函数，并通过 std::future 对象获取函数的返回值。需要注意的是，std::async 函数的默认执行策略是由编译器决定的，可以通过指定执行策略来控制函数的执行方式。在使用 std::async 的过程中，需要注意参数的顺序和引用传递的问题，以避免出现意外的结果。