thread、future、promise、packaged_task、async之间有什么关系？

并发编程一般指多线程编程，C  11之后关于多线程编程有几个高级API：

• std::thread

• std::future

• std::shared_future

• std::promise

• std::packaged_task

• std::async

可能很多人都搞不清楚它们之前有什么联系，可以直接看这张图：

如果连它们是什么都不知道的朋友，可以先看看这个：https://mp.weixin.qq.com/s/rPjRTOTYK2SGr6WxgWI_Vg

从这张图我们可以大体看出来：

• packaged_task ≈ promise   function

• async ≈ thread   packaged_task

• 通过promise的get_future()可拿到future

• 通过future的share()可拿到shared_future

promise和future是线程之间的同步通道，类似于条件变量的封装，看它的使用：

#include

首先创建一个promise，通过promise可以拿到future，future有wait()和get()等方法，这种方法会阻塞当前线程，直到future的源promise调用了set_value，future的wait()只有阻塞功能，而get()方法不仅有阻塞功能，还能拿到set_value()设置的值。我举个多线程的示例：

#include

这段代码执行后会在两秒后输出100。这个结果就验证了上面啰嗦的promise的future的get()的阻塞和获取结果的能力。

注意：一个promise的set_value()只能调用一次，如果调用多次，就会throw exception，如果外部没catch exception，程序就会crash。

promise的阻塞功能还是蛮好用的，我在工程中就经常用到它。

介绍完promise，再来看看packaged_task：

#include

可以拿这段代码和上面那段promise的代码对比看看，可以得出结论：

packaged_task ≈ promise   function

promise只能set_value，不太好执行复杂的逻辑，有执行函数 阻塞的需求时，就可以考虑使用packaged_task。

可以思考一下，如果要你封装一个packaged_task，你会怎么做？

再看async：

#include

这里可以看到，使用了async后，连thread都不需要创建了，这也就验证了上面图中的结论：

async ≈ thread   packaged_task

这里请注意：async中的第一个参数我使用的是std::launch::async，只有当参数为std::launch::async时，函数才会异步执行。

参数还可以是std::launch::deferred，参数为这个时，函数不会异步执行，只有当对应的future调用了get时，函数才会执行，而且是在当前线程执行。

关于async有几个坑，我之前写过一篇文章，可以看这个：async的两个坑

介绍完async，再介绍下shared_future。

普通的future有个特点，它不能拷贝，只能移动，这就意味着只能有一个线程一个实例可以通过get()拿到对应的结果。

如果想要多个线程多个实例拿到结果，就可以使用shared_future，那怎么拿到shared_future，可以通过普通future的shared()方法。

#include

看到这里，大家应该明白thread、future、promise、packaged_task、async之间的关系了吧。