引言
最近因为项目要求用c++，之前一直很讨厌c++，没办法只能短时间弥补c++的知识，项目中要设计一个线程池，需要取线程池任务的执行结果，这里涉及到c++的future关键字，在这里做个总结。
在C++的世界里，std::future是一种非常重要的工具，它让我们能够以异步的方式执行代码，并在需要的时候获取结果。随着C++11标准的引入，std::future成为了C++标准库的一部分，它为我们提供了强大的异步编程支持。
std::future,基本概念
std::future是C++的一种模板类，它代表了一个异步操作的结果。通过使用std::future，我们可以将一个异步操作封装成一个对象，然后在需要的时候获取结果。通常，std::future是与另一个线程协同工作的结果。
(1) 创建std::future对象
使用std::async函数来创建一个异步操作，并返回一个std::future对象：
std::future<int> fut = std::async(std::launch::async, [](){ /* 执行一些异步操作 */ });这里使用std::async启动了一个异步操作，并返回一个std::future对象。这个异步操作可以是任意的函数或可调用对象，而返回值则是该操作的返回值。
(2) 获取std::future的结果
一旦异步操作完成，就可以通过调用std::future::get函数来获取结果。例如：
int result = fut.get(); // 阻塞等待结果并获取通过调用fut.get()来获取异步操作的结果。如果结果还未就绪，调用get()将导致当前线程阻塞，直到结果就绪为止。
(3) 异常处理
当异步操作抛出异常时，我们可以使用std::future::get来获取异常信息。例如：
try {
fut.get(); // 获取结果并处理异常
} catch (const std::exception& e) {
// 处理异常情况
}通过调用fut.get()来获取异步操作的结果。如果异步操作抛出了异常，那么这个异常将被传递给调用get()的线程，我们可以通过捕获异常来处理这种情况。
举个栗子
定义一个简单的任务类Task，它接受一个整数参数作为标识符，并在执行时计算该标识符的两倍值并返回。然后，我们创建了一个包含4个任务的vector，并使用std::async函数将每个任务提交到线程池中。每个任务返回一个std::future<int>对象，代表了异步操作的结果。然后遍历所有的std::future对象，并通过调用get()函数获取结果。注意，调用get()函数会阻塞当前线程，直到结果就绪为止。最后，将每个任务的计算结果打印到终端。
#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <vector>
// 定义一个简单的任务类
class Task {
public:
Task(int id) : id(id) {}
int operator()() {
// 执行一些异步操作
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
return result = id * 2; // 计算结果
}
int getResult() const {
return result;
}
private:
int id; // 任务的标识符
int result; // 计算结果
};
int main() {
// 创建一个包含4个任务的向量
std::vector<Task> tasks = {Task(1), Task(2), Task(3), Task(4)};
// 创建一个线程池，并提交任务到线程池
std::vector<std::future<int>> futures;
for (auto& task : tasks) {
futures.push_back(std::async(std::launch::async, task));
}
// 遍历未来的结果，并打印出来
for (auto& future : futures) {
std::cout << "Result: " << future.get() << std::endl; // 阻塞等待结果并获取
}
return 0;
}使用g++编译执行结果：因为future实现使用了pthread，所有编译要带上-lpthread
总结
为什么关注 std::future呢？因为std::future 提供了一种高效的方式来处理异步操作，使得程序可以充分利用多核处理器和异步任务执行的优势。通过使用 std::future，可以更轻松地实现并发性和异步性，提高程序的性能和响应能力。
std::future 作为 C++ 中异步编程的关键部分，其内核实现涉及复杂的多线程和异步任务机制。理解其内部原理对于编写高效、并发的程序至关重要。通过合理利用 std::future，能够在保持代码清晰易懂的同时，充分发挥异步编程的优势。
