C++11中std::future的具体使用方法
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2020-12-20
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C++11中中std::future的具体使用方法的具体使用方法
C++11中的std::future是一个模板类。std::future提供了一种用于访问异步操作结果的机制。std::future所引用的共享状态不能
与任何其它异步返回的对象共享(与std::shared_future相反)( std::future references shared state that is not shared with any
other asynchronous return objects (as opposed to std::shared_future))。一个future是一个对象，它可以从某个提供者的对象
或函数中检索值，如果在不同的线程中，则它可以正确地同步此访问(A future is an object that can retrieve a value from
some provider object or function, properly synchronizing this access if in different threads)。
有效的future是与共享状态(shared state)关联的future对象，可以通过调用以下函数(provider)来构造future对象：std::async、
std::promise::get_future、std::packaged_task::get_future。future对象仅在它们是有效时才有用。
模板类模板类std::future成员函数包括：成员函数包括：
1. 构造函数：(1).不带参数的默认构造函数，此对象没有共享状态，因此它是无效的，但是可以通过移动赋值的方式将一个有
效的future值赋值给它；(2).禁用拷贝构造；(3).支持移动构造。
2. 析构函数：销毁future对象，它是异常安全的。
3. get函数：(1).当共享状态就绪时，返回存储在共享状态中的值(或抛出异常)。(2).如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置
其值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪。(3).当共享状态就绪后，则该函数将取消阻塞并返回(或抛出)释放其共享
状态，这使得future对象不再有效，因此对于每一个future共享状态，该函数最多应被调用一次。(4).std::future<void>::get()不
返回任何值，但仍等待共享状态就绪并释放它。(5).共享状态是作为原子操作(atomic operation)被访问。
4. operator=：(1).禁用拷贝赋值。(2).支持移动赋值：如果在调用之前，此对象是有效的(即它已经访问共享状态)，则将其与先
前已关联的共享状态解除关联。如果它是与先前共享状态关联的唯一对象，则先前的共享状态也会被销毁。
5. share函数：获取共享的future，返回一个std::shared_future对象，该对象获取future对象的共享状态。future对象将不再有
效。
6. valid函数：检查共享状态的有效性，返回当前的future对象是否与共享状态关联。一旦调用了std::future::get()函数，再调用
此函数将返回false。
7. wait函数：(1).等待共享状态就绪。(2).如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程
直到就绪。(3).当共享状态就绪后，则该函数将取消阻塞并void返回。
8. wait_for函数：(1).等待共享状态在指定的时间内(time span)准备就绪。(2). 如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其值
或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪或已达到设置的时间。(3).此函数的返回值类型为枚举类future_status。此枚举
类有三种label：ready：共享状态已就绪；timeout：在指定的时间内未就绪；deferred：共享状态包含了一个延迟函数
(deferred function)。
9. wait_until函数：(1). 等待共享状态在指定的时间点(time point)准备就绪。(2). 如果共享状态尚未就绪(即提供者尚未设置其
值或异常)，则该函数将阻塞调用的线程直到就绪或已达到指定的时间点。(3).此函数的返回值类型为枚举类future_status。
详细用法见下面的测试代码，下面是从其他文章中copy的测试代码，部分作了调整，详细内容介绍可以参考对应的
reference：
#include "future.hpp"
#include <iostream>
#include <future>
#include <chrono>
#include <utility>
#include <thread>
namespace future_ {
///////////////////////////////////////////////////////////
// reference: http://www.cplusplus.com/reference/future/future/
int test_future_1()
{
{ // constructor/get/operator=
auto get_value = []() { return 10; };
std::future<int> foo; // default-constructed
std::future<int> bar = std::async(get_value); // move-constructed
int x = bar.get();
std::cout << "value: " << x << ''; // 10
//int x2 = bar.get(); // crash, 对于每个future的共享状态，get函数最多仅被调用一次
//std::cout << "value: " << x2 << '';
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