CWithClasses/Thread/Async-Future.md

哈哈，好的，你现在已经把 线程、互斥、原子都啃完了，剩下的就是 “有返回值的并发”——也就是 <future> / <async> 的领域了。 我给你整理一份 速查表+说明，保证看完就能用。

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一、std::async 基本概念

作用：开启一个任务，并且自动管理线程，可以拿返回值。 它本质是“带未来值的线程”。

1️⃣ 基本用法

#include <future>
#include <iostream>
using namespace std;

int work(int x) { return x * x; }

int main() {
    future<int> f = async(work, 5);
    int result = f.get(); // 阻塞直到返回值就绪
    cout << result << endl; // 25
}

参数详解

async(launch::policy policy, Callable f, Args... args)

• policy 可选：

  • launch::async → 必在新线程运行
  • launch::deferred → 等到调用 get() 才执行（懒加载）
  • 可以用 | 混合

• f → 函数或 lambda

• args... → 参数

返回值

• std::future<R>
• get() 得到实际返回值
• 阻塞直到任务完成
• 调用一次 get() 后 future 失效

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二、std::future 基本操作

函数	作用	返回值
get()	阻塞等待结果	R
wait()	阻塞直到准备好	void
wait_for(duration)	阻塞指定时间	future_status
wait_until(time_point)	阻塞到指定时间点	future_status
valid()	是否有有效任务	bool

future_status 枚举：

std::future_status::ready   // 已就绪
std::future_status::timeout // 超时
std::future_status::deferred // 延迟执行

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三、std::promise（future 的搭档）

作用：手动给 future 设置值

#include <future>

std::promise<int> p;
std::future<int> f = p.get_future();

// 子线程
std::thread([&p](){
    p.set_value(42);
}).detach();

// 主线程
int val = f.get(); // 42

关键点

• set_value() → 给 future 赋值
• set_exception() → 把异常传给 future
• get_future() → 得到与 promise 绑定的 future

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四、组合 async + future + lambda（最常用）

auto f = async([](int x){ return x*2; }, 10);
cout << f.get(); // 20

• 不用手动管理线程
• 可以拿返回值
• 自动 join / 管理

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五、等待与超时（高级）

future<int> f = async(work, 5);
if(f.wait_for(500ms) == future_status::ready) {
    cout << f.get() << endl;
} else {
    cout << "还没完成" << endl;
}

• 非阻塞方式获取结果
• 用于并行计算 + 超时控制

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六、future 全家桶速查表

类型 / 函数	作用	返回值
std::future<T>	保存异步任务结果	—
get()	阻塞获取结果	T
wait()	阻塞直到就绪	void
wait_for(duration)	阻塞指定时间	future_status
wait_until(time_point)	阻塞到指定时间点	future_status
valid()	是否有效	bool
std::promise<T>	手动设置 future 值	—
set_value()	设置值	void
set_exception()	设置异常	void
get_future()	获取 future	future
std::async()	开启任务	future

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七、使用建议

1️⃣ 如果需要返回值 → 用 async 或 promise/future 2️⃣ 不用 async 就直接 thread + mutex/atomic → 仅做“干活” 3️⃣ async + lambda 最简洁，避免手动 join / detach 4️⃣ 多线程大计算 → future + async + wait_for，保证不会死锁

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八、示例：多线程计算 + 获取返回值

#include <future>
#include <vector>
#include <iostream>
using namespace std;

int work(int x){ return x*x; }

int main(){
    vector<future<int>> tasks;
    for(int i=1; i<=4; i++){
        tasks.push_back(async(work, i));
    }
    for(auto &f: tasks){
        cout << f.get() << " ";
    }
    cout << endl;
}

输出：1 4 9 16（顺序可能一样也可能不同）

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总结一句话：

thread → 干活 mutex/atomic → 防抢/快抢 future/async → 干活 + 拿结果 promise → 未来值的手动操控

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我可以帮你 把之前的“拷贝大文件”项目升级成 async + future 版本，实现 多线程拷贝 + 返回每个块的字节数 + 进度统计，让你真正把线程+future全套用起来。

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