std::promise和std::future用于线程间异步通信,promise设置值或异常,future获取结果;示例中主线程通过future等待子线程计算结果,支持异常传递与超时检测,相比std::async更灵活,适用于手动控制任务完成场景。

在C++中,std::future 和 std::promise 是实现异步任务间通信的重要工具。它们提供了一种机制,让一个线程可以产生结果,而另一个线程等待该结果,从而实现解耦和高效协作。
std::promise 与 std::future 的基本关系
std::promise 是一个“承诺”,表示未来会设置一个值或异常;std::future 则是获取这个“承诺”结果的句柄。两者通过共享状态关联:一个 promise 对应一个 future。
典型使用模式:
- 创建一对 promise-future
- 将 promise 交给生产者线程
- 将 future 交给消费者线程用于等待结果
- 生产者调用 promise.set_value() 或 set_exception()
- 消费者调用 future.get() 获取结果或抛出异常
基础用法示例
// 示例:主线程等待子线程计算结果 #include注意:promise 必须通过 move 传递给线程,不能复制。每个 promise 只能 set_value() 一次,多次调用会导致程序终止。
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与 std::async 的对比
std::async 是更高层的异步接口,自动返回一个 future,适合直接启动可调用对象:
auto fut = std::async([]{ return 84; }); int res = fut.get(); // 等待并获取结果而 promise 更灵活,适用于:
- 需要手动控制结果设置时机
- 跨多个函数或事件传递结果(如回调、中断处理)
- 封装非标准异步操作(如网络IO完成通知)
异常传递与状态管理
除了正常值,promise 还能传递异常:
void may_fail(std::promise当 future 调用 get() 时,会重新抛出该异常。这使得错误处理可以在等待线程中集中进行。
future 还支持非阻塞检查:wait_for 和 wait_until 可以指定超时,返回状态如 ready、timeout 或 deferred。
基本上就这些。合理使用 promise 和 future 能有效简化多线程编程中的数据同步问题,尤其适合任务分解和响应式设计场景。










