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C++怎么使用std::async实现异步_C++并发编程与std::async应用

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发布时间:2025-11-09 21:15:03

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来源于php中文网

原创

std::async提供异步任务执行机制,通过指定策略启动可调用对象并返回future获取结果。支持std::launch::async(新线程)或std::launch::deferred(延迟执行),适用于耗时计算、资源加载等场景,配合get()、wait_for处理结果与异常,避免频繁创建线程以减少开销。

c++怎么使用std::async实现异步_c++并发编程与std::async应用

在C++11引入的并发支持中,std::async 是一个非常实用的工具,用于启动异步任务并获取其返回结果。它简化了多线程编程,避免直接管理线程生命周期,同时提供了灵活的任务执行策略。

std::async 基本用法

std::async 是一个函数模板,定义在 头文件中,用于异步运行一个可调用对象(函数、lambda、函数对象等),并返回一个 std::future 对象,用来获取异步操作的结果。

基本语法如下:

std::future futureObj = std::async(launch::policy, callable, args...);

其中:

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  • launch::policy:指定执行策略,可选 std::launch::async(强制异步,创建新线程)或 std::launch::deferred(延迟执行,在调用 get() 时才执行)。
  • callable:要异步执行的函数或 lambda 表达式。
  • args...:传递给 callable 的参数。

示例:

#include iostream>
#include
#include

int slow_task(int x) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
return x * x;
}

int main() {
auto future = std::async(std::launch::async, slow_task, 5);

std::cout
int result = future.get(); // 阻塞直到完成
std::cout
return 0;
}

执行策略的选择

std::async 默认使用 std::launch::async | std::launch::deferred,意味着系统可以自行决定是异步执行还是延迟执行。

如果想强制行为,应显式指定策略:

  • std::launch::async:保证在新线程中运行,适合需要真正并行的场景。
  • std::launch::deferred:不会立即执行,只有当 future 调用 get() 或 wait() 时才执行,且在调用者线程中同步运行,适合懒加载或避免线程开销。

例如,强制异步执行:

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auto future = std::async(std::launch::async, [](){
std::cout });

处理异常和结果获取

std::future::get() 只能调用一次,之后 future 变为无效状态。调用时会阻塞,直到任务完成。

如果异步任务抛出异常,该异常会被捕获并在线程调用 get() 时重新抛出。

示例:

auto future = std::async([](){
throw std::runtime_error("Something went wrong");
});

try {
future.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout }

也可以使用 wait_forwait_until 实现非阻塞检查:

if (future.wait_for(std::chrono::milliseconds(100)) == std::future_status::ready) {
std::cout }

实际应用场景

std::async 适合用于:

  • 执行耗时计算而不阻塞主线程。
  • 并行加载资源(如图片、配置文件)。
  • 实现简单的并行任务调度,比如多个独立查询。

注意:不要过度使用,因为每个 async 调用可能创建线程,而线程创建有开销。对于大量任务,建议使用线程池模式。

基本上就这些。std::async 提供了一种简洁的异步编程方式,结合 future 和 launch 策略,能有效提升程序响应性和吞吐能力,特别适合中小型并发任务。掌握其行为差异和异常处理机制,能写出更健壮的并发代码。

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