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写在前面
如果有一个需要长时间运算的线程，需要计算出最终的有效值，但是现在不迫切需要这个数值，如果我们使用std::thread的话，着一定是不可行的，因为std::thread不可以接收返回值，这里需要使用std:async函数模板
我们可以使用std::async创建一个异步任务，返回std:future对象，这个std:future对象持有线程返回的数据
解析
std::saync是一个类模板，他的构造函数包含两种形式：
template <class Fn, class... Args>
future<typename result_of<Fn(Args...)>::type>
async (Fn&& fn, Args&&... args);
template <class Fn, class... Args>
future<typename result_of<Fn(Args...)>::type>
async (launch policy, Fn&& fn, Args&&... args);可以知道，std::async的使用方法和std::thread类似，但是在第二个构造函数中，存在一个std::launch类型的参数，后面详细说明此参数，并且std::async都会返回一个std::future对象，用来存放返回的数据。
#include <iostream>
#include <future>
#include <string>
#include <vector>
int mythread()
{
std::cout << "mythread() start thread id =" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
std::cout << "mythread() start thread id =" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
return 5;
}
int main()
{
std::cout << "main function id：" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
std::future<int> result = std::async(mythread);
//或者使用auto自动判断返回值类型：auto result = std::async(mythread);
std::cout << "continue......!" << std::endl;
std::cout << result.get() << std::endl;
std::cout << "main function finish!" << std::endl;
return 0;
}可以看到future变量可以接受线程返回的数值，并且使用get()函数得到返回的数值。
future对象可以有被以下三种方式创建
| async |
| promise::get_future |
| packaged_task::get_future |
future类成员函数
| share | 返回一个std::shared_future对象，调用函数后future对象不和任何共享状态关联，此时future状态不再是valid（有效的） |
| get | 当与该 std::future 对象相关联的共享状态标志变为 ready 后，调用该函数将返回保存在共享状态中的值，如果共享状态的标志不为 ready，则调用该函数会阻塞当前的调用者，而此后一旦共享状态的标志变为 ready，get 返回 Provider 所设置的共享状态的值或者异常（如果抛出了异常）。 |
| valid | 检查当前future对象是否有效，通过上述三种方式创建的对象是vaild，还可以使用move将其变为valid |
| wait | 等待与当前std::future 对象相关联的共享状态的标志变为 ready. 如果共享状态的标志不是 ready，调用该函数会被阻塞当前线程，直到共享状态的标志变为 ready 一旦共享状态的标志变为 ready，wait() 函数返回，当前线程被解除阻塞 |
| wait_for | 和wait函数类似，需要设置一个时间段rel_time，如果共享状态的标志在时间段结束之前没有被Provider设置为valid，则调用wait_for的线程被堵塞，在等待了rel_time时间后，wait_for函数返回 |
| wait_until | 和wait函数类似，需要设置一个系统绝对时间点abs_time，如果共享状态的标志在该时间点到来之前没有被 Provider 设置为 ready，则调用 wait_until 的线程被阻塞，在 abs_time 这一时刻到来之后 wait_until() 返回 |
wait_for以及wait_until返回值类型
返回类型为future_status,表示导致函数返回的原因：
| future_status::ready | 共享状态的标志已经变为 ready，即 Provider 在共享状态上设置了值或者异常 |
| future_status::timemout | 超时，即在规定的时间内共享状态的标志没有变为 ready。 |
| future_status::deferred | 共享状态包含一个 deferred 函数。如在saync中第一个参数指定为std::launch::deferred |
get函数
get函数的源码为：
void get()
{ // block until ready then return or
// throw the stored exception
future _Local{_STD move(*this)};
_Local._Get_value();
}可以看到在get函数中新建了一个_Local的新对象，使用移动语义（一般变量或者函数前面以'_'开头，表示为内部使用的对象或者函数），然后得到_Local的value，这样的话，future对象就会变为无效的，即调用vaild函数会返回false ，因为这里使用移动语义，新对象_Local对象在get函数中被销毁，也就是说future对象只可以调用一次get函数，如果要调用多次get函数，可以使用shared_future对象（使用复制语义）
valid函数
#include <iostream>
#include <future>
#include <string>
#include <vector>
int get_value()
{
return 10;
}
int main()
{
std::future<int> foo, bar;
foo = std::async(get_value);
bar = std::move(foo); //使用移动构造函数，foo变为无效，bar变为有效
if (foo.valid())
std::cout << "foo's value:" << foo.get() << std::endl;
else
std::cout << "foo is not valid\n";
if (bar.valid())
std::cout << "bar's value:" << bar.get() << std::endl;
else
std::cout << "bar is not valid\n";
return 0;
}
//栗子来源：http://www.cplusplus.com/reference/future/future/valid/wait_for函数
#include <iostream>
#include <future>
#include <string>
#include <vector>
bool is_prime(int x) {
for (int i = 2; i<x; ++i) if (x%i == 0) return false;
return true;
}
int main()
{
// call function asynchronously:
std::future<bool> fut = std::async(is_prime, 700020007);
// do something while waiting for function to set future:
std::cout << "checking, please wait";
std::chrono::milliseconds span(100);
while (fut.wait_for(span) == std::future_status::timeout)
std::cout << '.';
bool x = fut.get();
std::cout << "\n700020007 " << (x ? "is" : "is not") << " prime.\n";
return 0;
}
//栗子来源：http://www.cplusplus.com/reference/future/future/wait_for/std::launch类型
std::launch类型在async的第二种构造函数中看到，一种枚举类型，原型为：
// ENUM launch
enum class launch { // names for launch options passed to async
async = 0x1,
deferred = 0x2
};| 类型 | 作用 |
| std::launch::async | 异步任务会在另外一个线程中调用，并通过共享状态返回异步任务的结果（一般是调用 std::future::get() 获取异步任务的结果），简单说为： 在调用async函数的时候就开始创建线程，并在新线程运行 |
| std::launch::deferred | 异步任务将会在共享状态被访问时调用，相当与按需调用（即延迟(deferred)调用）,简单说为： 线程入口函数调用被延迟到std::future的wait或者get函数调用时才执行，如果后面不调用wait或者get函数，就不会执行saync中的函数 |
| std::launch::deferred | std::launch::async | 默认情况下使用此种参数，表示编译器会根据计算机现在的情况自行选择对应的执行方式 |
#include <iostream>
#include <future>
#include <string>
#include <vector>
int mythread()
{
std::cout << "mythread() start thread id =" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
std::cout << "mythread() start thread id =" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
return 5;
}
int main()
{
std::cout << "main function id：" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
std::future<int> result = std::async(std::launch::deferred,mythread);
//std::future<int> result = std::async(std::launch::async, mythread);
std::cout << "continue......!" << std::endl;
std::cout << "main function finish!" << std::endl;
std::cout << result.get() << std::endl;
return 0;
}std::launch::deferred 情况下可以发现，并没有创建新线程，而是调用get函数的时候，在主线程中执行对应的函数
std::launch:: async ：及正常调用情况，创建新线程执行
#include <iostream>
#include <future>
#include <string>
#include <functional>
#include <algorithm>
#include <vector>
int mythread()
{
std::cout << "mythread() start thread id =" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
std::cout << "mythread() start thread id =" << std::this_thread::get_id() << std::endl;
return 5;
}
int main()
{
std::future<int> f = std::async(std::launch::deferred, mythread);
std::future_status a1 = f.wait_for(std::chrono::seconds(0));
if (a1 == std::future_status::deferred)
{
std::cout << "线程正延迟执行，等待get或者wait函数调用\n";
f.get();
}
else
{
if (a1 == std::future_status::ready)
{
std::cout << "线程执行完毕\n";
f.get();
}
else
{
std::cout << "线程未执行完毕\n";
f.get();
}
}
return 0;
}
参考博客
C++11 并发指南四(<future> 详解三 std::future & std::shared_future)
http://www.cplusplus.com/reference/future/future/
《C++11并发与多线程视频课程》 视频地址：http://edu.51cto.com/course/15287.html