C++ 异步编程中：future与promise、packaged_task、async

原文链接：C++ 异步编程之future与promise、async、packaged_task_std::promise和std::future异步发送-CSDN博客

1、std::future
std::future类模板来关联线程运行的函数和函数的返回结果，这种获取结果的方式是异步的

std::future 通常由某个 Provider 创建，你可以把 Provider 想象成一个异步任务的提供者，
Provider 在某个线程中设置共享状态的值，与该共享状态相关联的 std::future 对象调用 get（通常在另外一个线程中） 获取该值，
如果共享状态的标志不为 ready，则调用 std::future::get 会阻塞当前的调用者，直到 Provider 设置了共享状态的值（此时共享状态的标志变为 ready），
std::future::get 返回异步任务的值或异常（如果发生了异常）。

2、std::promise
std::promise类型模板提供“设置异步结果”的方法，
这样其他线程就可以通过std::future实例来“读取”该结果。
std::promise和std::future合作共同实现了多线程间通信。

通过调用std::promise的get_future函数，可以将该共享状态与std::future对象关联。
调用get_future之后，两个对象共享相同的共享状态：
std::promise对象是异步提供程序(asynchronous provider)，应在某个时刻为共享状态设置一个值。
std::future对象是个异步返回对象，可以检索共享状态的值，并在必要时等待其准备就绪。
 需要注意的是：set_value只能被调用一次，多次调用会抛出std::future_error异常。
事实上std::promise::set_xxx函数会改变std::promise的状态为ready，
再次调用时发现状态已是reday了，则抛出异常。

3、std::packaged_task
std::packaged_task是一个模板类，它允许传入一个函数或其他可调用对象，
并将函数计算的结果作为异步结果传递给std::future，包括函数运行时产生的异常。

4、c++11提供了异步接口std::async
c++11提供了异步接口std::async，通过这个异步接口可以很方便的获取线程函数的执行结果。
std::async会自动创建一个线程去调用线程函数，它返回一个std::future，这个future中存储了线程函数返回的结果

当有线程调用了这个future对象的wait()和get()成员函数，则该任务会同步运行；

std::async是一个函数而非类模板，其函数执行完后的返回值绑定给std::futrue对象；
async(launch policy, Callable&& func, Args&& ... args);
std::launch policy是启动策略，它控制std::async的异步行为，
我们可以用“3种不同的启动策略”来创建std::async：
    std::launch::async参数：保证异步行为，即传递函数将在单独的线程中执行；
    std::launch::deferred参数：当其他线程调用get()/wait()来访问共享状态时，将调用非异步行为；
    std::launch::async | std::launch::deferred参数：是默认行为(可省略)。有了这个启动策略，它可以异步运行或不运行，这取决于系统的负载。

std::async允许通过添加额外的调用参数，向函数传递额外的参数。
第一个参数是指向成员函数的指针，
第二个参数提供这个函数成员类的具体对象(是通过指针，也可以包装在std::ref中)，剩余的参数可作为函数的参数传入。
    否则，第二个和随后的参数将作为函数的参数，或作为指定可调用对象的第一个参数。
auto f1= std::async(&X::foo,&x, 42, "hello");  // 调用p->foo(42, "hello")，p是指向x的指针
auto f2= std::async(&X::bar, x, "goodbye");  // 调用tmpx.bar("goodbye")， tmpx是x的拷贝副本
std::async 的返回值(std::future)在析构函数里会等待任务完成；
    
std::async意义：
    在已经有了td::future、std::promise和std::packaged_task的情况下，实现异步或多线程间通信，
可能觉得已经足够了，真的还要一个std::async来凑热闹吗？？
=》
是std::async是为了让用户的少费点脑子的，它让这三个对象默契的工作。
大概的工作过程是这样的：std::async先将异步操作用std::packaged_task包装起来，
然后将异步操作的结果放到std::promise中，这个过程就是创造未来的过程。
外面再通过future.get/wait来获取这个未来的结果。
=》std::async真的是来帮忙的，你不用再想到底该怎么用std::future、std::promise和 std::packaged_task了，
std::async已经帮你搞定一切了！这就是我们前面说的，std::async类似封装了thread和packged_task的功能。
使得我们使用起来更加方便简单。