c++多线程 std::async std::future

c++标准库中对线程操作有完善的封装，其中最常用到的如std::thread, std::async。

EffectiveModernCpp中指出，应尽量使用std::async即基于任务的编程而非基于线程的编程。std::thread在前面的文章有提到过，此处仅对std::async作以记录。

正如前面所说，std::async是基于任务的策略，本人理解为对线程操作的更抽象的封装。对比std::thread，其更灵活且可以异步访问结果。

将闭包传递给std::async后，其会返回一个std::future期物，可对期物使用wait()方法等待线程结束，get()方法得到线程返回值。

std::future有三种状态：

std::future_status::ready　　//线程执行完

std::future_status::timeout　　//线程超时

std::future_status::deferred　　//线程延迟执行(还未开始执行)

对std::future对象可使用wait_for(std::chrono::milliseconds)方法得到线程当前的状态

auto fut = std::async(doAsyncWork);
...    //主线程的一些操作
fut.wait();    // 在此设置屏障，阻塞到期物的完成
auto res = fut.get();    //得到结果

值得注意的是，系统可以支持的线程数量是有限的，因此若开发者试图创建大于系统支持的线程数量，会抛出std::system_error异常。

即使没有超出软件线程的限额，仍然可能会遇到资源超额（oversubscription）的麻烦。这是一种当前准备运行的（即未阻塞的）软件线程大于硬件线程的数量的情况。

而std::async有两种启动策略：

• std::launch::async启动策略意味着f必须异步执行，即在不同的线程。
• std::launch::deferred启动策略意味着f仅当在std::async返回的future上调用get或者wait时才执行。这表示f推迟到存在这样的调用时才执行

而std::async默认的启动策略是二者的求或，即std::launch::async | std::launch::deferred，因此默认策略允许异步或者同步执行。这种灵活性允许std::async和标准库的线程管理组件承担线程创建和销毁的责任，避免资源超额，以及平衡负载。这就是使用std::async并发编程如此方便的原因。

需注意，若使用默认启动策略，使用者便无法得知线程的状态，即无法预测线程是否是同步或异步，是否在等待还是执行。

本文参考EffectiveModernCpp，多为个人思考，仅供参考。