原始C++标准仅支持单线程编程。新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布。在C++11中,引入了新的线程库。因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准。

9 async教程和示例

在本文中,我们将讨论如何在C++11中使用std::async异步执行任务。std::async在c++11中引入。

9.1 什么是std::async()

std::async()是一个函数模板,它接受回调(即函数或函数对象)作为参数,并有可能异步执行它们。

template <class Fn, class... Args>
future<typename result_of<Fn(Args...)>::type> async (launch policy, Fn&& fn, Args&&... args);

std::async返回一个std::future<T>,该值存储由std::async()执行的函数对象返回的值。函数期望的参数可以在函数指针参数之后作为参数传递给std::async()。
std::async中的第一个参数是启动策略,它控制std::async的异步行为。我们可以使用3种不同的启动策略创建std::async,即:

  1. std::launch::async。它保证了异步行为,即传递的函数将在单独的线程中执行。
  2. std::launch::deferred。非异步行为,即当其他线程将来调用get()以访问共享状态时,将调用Function。
  3. std::launch::async | std::launch::deferred。它是默认行为。使用此启动策略,它可以异步运行或不异步运行,具体取决于系统上的负载。但是我们无法控制它。

如果我们不指定启动策略。它的行为类似于std::launch::async | std::launch::deferred。
在本文中,我们将使用std::launch::async启动策略。

我们可以在std::async中传递任何回调,即

  • 函数指针
  • 函数对象
  • Lambda函数
    让我们通过一个例子来了解std::async的需求。

9.2 需要std::async()

假设我们必须从数据库中获取一些数据(字符串),并从文件系统中的文件中获取一些数据。然后,我需要合并两个字符串并进行打印。在一个线程中,我们将这样做:

#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <thread>
using namespace std::chrono;
std::string fetchDataFromDB(std::string recvdData)
{
// Make sure that function takes 5 seconds to complete
// 等待五秒
std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
// Do stuff like creating DB Connection and fetching Data
// 做一些事情,比如创建数据库连接和获取数据
return "DB_" + recvdData;
} std::string fetchDataFromFile(std::string recvdData)
{
// Make sure that function takes 5 seconds to complete
std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
// Do stuff like fetching Data File
// 获取数据
return "File_" + recvdData;
}
int main()
{
// Get Start Time
// 获得开始时间
system_clock::time_point start = system_clock::now();
// Fetch Data from DB
// 从数据库中获得数据
std::string dbData = fetchDataFromDB("Data");
// Fetch Data from File
// 从文件中获得数据
std::string fileData = fetchDataFromFile("Data");
// Get End Time
auto end = system_clock::now();
// 获得运行时间
auto diff = duration_cast <std::chrono::seconds> (end - start).count();
std::cout << "Total Time Taken = " << diff << " Seconds" << std::endl;
// Combine The Data
// 组合数据
std::string data = dbData + "::" + fileData;
// Printing the combined Data
// 打印数据
std::cout << "Data = " << data << std::endl;
return 0;
}

输出为:

Total Time Taken = 10 Seconds
Data = DB_Data::File_Data

由于fetchDataFromDB()和 fetchDataFromFile()这两个函数 均需要5秒钟,并且都在单个线程中运行,因此,总耗时将为10秒钟。
现在,从数据库和文件中获取数据是相互独立的,而且非常耗时。因此,我们可以并行运行它们。一种方法是创建一个新线程,将promise作为线程函数的参数传递,并在调用线程中从关联的std::future对象获取数据。另一种简单的方法是使用std::async。

9.3 使用函数指针作为回调调用std::async

现在让我们修改上面的代码,并使用std::async()异步调用fetchDataFromDB(),即

std::future<std::string> resultFromDB = std::async(std::launch::async, fetchDataFromDB, "Data");
// Do Some Stuff
//Fetch Data from DB
// Will block till data is available in future<std::string> object.
std::string dbData = resultFromDB.get();

std::async()做以下事情,它会自动为我们创建一个线程(或从内部线程池中选择)和一个​​promise对象。然后将std::promise对象传递给线程函数,并返回关联的std::future对象。当我们传递的参数函数退出时,其值将在此promise对象中设置,因此最终返回值将在std::future对象中可用。现在更改上面的示例,并使用std::async从数据库异步读取数据,即

#include <iostream>
#include <string>
#include <chrono>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std::chrono;
std::string fetchDataFromDB(std::string recvdData)
{
// Make sure that function takes 5 seconds to complete
std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
//Do stuff like creating DB Connection and fetching Data
return "DB_" + recvdData;
}
std::string fetchDataFromFile(std::string recvdData)
{
// Make sure that function takes 5 seconds to complete
std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
//Do stuff like fetching Data File
return "File_" + recvdData;
}
int main()
{
// Get Start Time
system_clock::time_point start = system_clock::now();
// 异步执行
std::future<std::string> resultFromDB = std::async(std::launch::async, fetchDataFromDB, "Data");
//Fetch Data from File
std::string fileData = fetchDataFromFile("Data");
//Fetch Data from DB
// Will block till data is available in future<std::string> object.
std::string dbData = resultFromDB.get();
// Get End Time
auto end = system_clock::now();
auto diff = duration_cast <std::chrono::seconds> (end - start).count();
std::cout << "Total Time Taken = " << diff << " Seconds" << std::endl;
//Combine The Data
std::string data = dbData + "::" + fileData;
//Printing the combined Data
std::cout << "Data = " << data << std::endl;
return 0;
}

输出为:

Total Time Taken = 5 Seconds
Data = DB_Data::File_Data

现在只需要5秒钟,便可执行完程序。
此外我们还有两种方式实现同样的功能

使用函数对象作为回调调用std::async

/*
* Function Object
*/
struct DataFetcher
{
std::string operator()(std::string recvdData)
{
// Make sure that function takes 5 seconds to complete
std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
//Do stuff like fetching Data File
return "File_" + recvdData;
}
};
//Calling std::async with function object
std::future<std::string> fileResult = std::async(DataFetcher(), "Data");

使用Lambda函数作为回调调用std::async

//Calling std::async with lambda function
std::future<std::string> resultFromDB = std::async([](std::string recvdData) {
std::this_thread::sleep_for(seconds(5));
//Do stuff like creating DB Connection and fetching Data
return "DB_" + recvdData;
}, "Data");

9.4 参考

https://thispointer.com/c11-multithreading-part-9-stdasync-tutorial-example/

[编程基础] C++多线程入门9-async教程和示例的更多相关文章

  1. [编程基础] C++多线程入门4-数据共享和资源竞争

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++ 11标准. 4 数据共享和资源 ...

  2. [编程基础] C++多线程入门7-条件变量介绍

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 文章目录 7 条件变 ...

  3. [编程基础] C++多线程入门6-事件处理的需求

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 文章目录 6 事件处 ...

  4. [编程基础] C++多线程入门5-使用互斥锁解决资源竞争

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 文章目录 5 使用互 ...

  5. [编程基础] C++多线程入门8-从线程返回值

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 8 从线程返回值 8 ...

  6. [编程基础] C++多线程入门1-创建线程的三种不同方式

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 1 创建线程的三种不 ...

  7. [编程基础] C++多线程入门10-packaged_task示例

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 文章目录 10 pa ...

  8. [编程基础] C++多线程入门3-小心地将参数传递给线程

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为c++11或c++0x)于2011年发布.在c++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合c++11标准. 文章目录 3 小心地 ...

  9. [编程基础] C++多线程入门2-连接和分离线程

    原始C++标准仅支持单线程编程.新的C++标准(称为C++11或C++0x)于2011年发布.在C++11中,引入了新的线程库.因此运行本文程序需要C++至少符合C++11标准. 文章目录 2 连接和 ...

随机推荐

  1. Java开发学习(三十七)----SpringBoot多环境配置及配置文件分类

    一.多环境配置 在工作中,对于开发环境.测试环境.生产环境的配置肯定都不相同,比如我们开发阶段会在自己的电脑上安装 mysql ,连接自己电脑上的 mysql 即可,但是项目开发完毕后要上线就需要该配 ...

  2. Go_Goroutine详解

    Goroutine详解 goroutine的概念类似于线程,但 goroutine是由Go的运行时(runtime)调度和管理的.Go程序会智能地将 goroutine 中的任务合理地分配给每个CPU ...

  3. React + Springboot + Quartz,从0实现Excel报表自动化

    一.项目背景 企业日常工作中需要制作大量的报表,比如商品的销量.销售额.库存详情.员工打卡信息.保险报销.办公用品采购.差旅报销.项目进度等等,都需要制作统计图表以更直观地查阅.但是报表的制作往往需要 ...

  4. Windows应急响应——敬请期待!

    检查内容 进程.服务.用户.网络连接.漏洞补丁.木马查杀. 工具 火绒剑. 防护措施 杀毒软件

  5. 齐博x1标签之无刷新显示更多

    示范代码如下: <div class="ListMoreInfos"> {qb:tag name="news_list_page_listdata02&quo ...

  6. go-zero docker-compose 搭建课件服务(九):http统一返回和集成日志服务

    0.索引 go-zero docker-compose 搭建课件服务(九):http统一返回和集成日志服务 0.1源码地址 https://github.com/liuyuede123/go-zero ...

  7. 中小型企业综合项目(Nginx+LVS+Tomcat+MGR+Nexus+NFS)

    Nginx+Tomcat+Mysql综合实验 1.环境准备 服务器 IP地址 作用 系统版本 数据库服务器1 192.168.100.111 MGR集群数据库master节点 Rocky8.6 数据库 ...

  8. 有用的内置Node.js APIs

    前言 在构建你的第一个Node.js应用程序时,了解node开箱即用的实用工具和API是很有帮助的,可以帮助解决常见的用例和开发需求. 有用的Node.js APIs Process:检索有关环境变量 ...

  9. EasyPoi大数据导入导出百万级实例

    EasyPoi介绍: 利用注解的方式简化了Excel.Word.PDF等格式的导入导出,而且是百万级数据的导入导出.EasyPoi官方网址:EasyPoi教程_V1.0 (mydoc.io).下面我写 ...

  10. KatalonRecorder系列(一):基本使用+XPath元素定位

    一.简介 Katalon Recorder是基于selenium的浏览器插件,支持火狐和chrome.可以录制web上的操作并回放,还能导入导出脚本. 二.安装 可在谷歌商店或者火狐附件组件中搜索并选 ...