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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。
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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
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> **作用**：开启一个任务，并且自动管理线程，可以**拿返回值**。
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> 它本质是“带未来值的线程”。
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### 1️⃣ 基本用法
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```cpp
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#include <future>
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int work(int x) { return x * x; }
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int main() {
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future<int> f = async(work, 5);
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int result = f.get(); // 阻塞直到返回值就绪
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cout << result << endl; // 25
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}
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```
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### 参数详解
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```cpp
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async(launch::policy policy, Callable f, Args... args)
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```
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* `policy` 可选：
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* `launch::async` → 必在新线程运行
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* `launch::deferred` → 等到调用 `get()` 才执行（懒加载）
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* 可以用 `|` 混合
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* `f` → 函数或 lambda
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* `args...` → 参数
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### 返回值
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* `std::future<R>`
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* `get()` 得到实际返回值
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* 阻塞直到任务完成
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* 调用一次 `get()` 后 future 失效
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# 二、`std::future` 基本操作
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| 函数 | 作用 | 返回值 |
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| ------------------------ | -------- | --------------- |
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| `get()` | 阻塞等待结果 | `R` |
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| `wait()` | 阻塞直到准备好 | void |
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| `wait_for(duration)` | 阻塞指定时间 | `future_status` |
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| `wait_until(time_point)` | 阻塞到指定时间点 | `future_status` |
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| `valid()` | 是否有有效任务 | bool |
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`future_status` 枚举：
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```cpp
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std::future_status::ready // 已就绪
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std::future_status::timeout // 超时
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std::future_status::deferred // 延迟执行
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```
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# 三、`std::promise`（future 的搭档）
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> **作用**：手动给 future 设置值
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```cpp
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#include <future>
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std::promise<int> p;
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std::future<int> f = p.get_future();
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// 子线程
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std::thread([&p](){
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p.set_value(42);
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}).detach();
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// 主线程
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int val = f.get(); // 42
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```
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### 关键点
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* `set_value()` → 给 future 赋值
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* `set_exception()` → 把异常传给 future
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* `get_future()` → 得到与 promise 绑定的 future
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# 四、组合 async + future + lambda（最常用）
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```cpp
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auto f = async([](int x){ return x*2; }, 10);
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cout << f.get(); // 20
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```
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* 不用手动管理线程
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* 可以拿返回值
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* 自动 join / 管理
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# 五、等待与超时（高级）
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```cpp
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future<int> f = async(work, 5);
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if(f.wait_for(500ms) == future_status::ready) {
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cout << f.get() << endl;
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} else {
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cout << "还没完成" << endl;
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}
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```
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* 非阻塞方式获取结果
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* 用于并行计算 + 超时控制
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# 六、`future` 全家桶速查表
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| 类型 / 函数 | 作用 | 返回值 |
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| ------------------------ | ------------- | ------------- |
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| `std::future<T>` | 保存异步任务结果 | — |
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| `get()` | 阻塞获取结果 | `T` |
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| `wait()` | 阻塞直到就绪 | void |
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| `wait_for(duration)` | 阻塞指定时间 | future_status |
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| `wait_until(time_point)` | 阻塞到指定时间点 | future_status |
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| `valid()` | 是否有效 | bool |
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| `std::promise<T>` | 手动设置 future 值 | — |
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| `set_value()` | 设置值 | void |
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| `set_exception()` | 设置异常 | void |
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| `get_future()` | 获取 future | future<T> |
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| `std::async()` | 开启任务 | future<T> |
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# 七、使用建议
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1️⃣ **如果需要返回值 → 用 async 或 promise/future**
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2️⃣ **不用 async 就直接 thread + mutex/atomic → 仅做“干活”**
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3️⃣ **async + lambda 最简洁**，避免手动 join / detach
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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
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```cpp
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#include <future>
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#include <vector>
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#include <iostream>
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using namespace std;
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int work(int x){ return x*x; }
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int main(){
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vector<future<int>> tasks;
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for(int i=1; i<=4; i++){
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tasks.push_back(async(work, i));
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}
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for(auto &f: tasks){
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cout << f.get() << " ";
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}
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cout << endl;
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}
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```
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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：
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> **thread → 干活**
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> **mutex/atomic → 防抢/快抢**
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> **future/async → 干活 + 拿结果**
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> **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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你想试吗？
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