C++中怎么異步收發數據

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std::future和std::promise兩者結合可以實現異步的功能場景，本文將介紹的異步收發數據模版類是在實踐中結合std::future和std::promise而摸索出來的。

工作過程中，我們可能會經常遇到這樣的場景，需要從線程中獲取運行的結果。現在我們有兩種方式可以實現這樣的效果。

第一種方式，屬于通用用法，通過使用指針在線程間共享數據。傳遞指針給新建的線程，主線程使用條件變量等待被喚醒;當線程設置完成數據到傳遞過來的指針之后，發送條件變量信號，主線程被喚醒之后，從指針中提取數據。這種方式采用條件變量、鎖、指針結合才實現了異步功能，比較復雜。

第二種方式，采用std::future和std::promise對象，也就是本文接下來要詳細說明的一種異步實現方式。

std::future是一個類模版，內部存儲一個將來用于分配的值，它提供了get()成員函數來訪問該值的機制。如果關聯值可用之前，調用了get函數，那么get函數將阻塞直到關聯值不可用。

std::promise也是一個類模版，它用來設置上面的關聯值，每一個stb::promise和一個std::future對象關聯，一旦stb::promise設置值之后，std::future對象的get()函數就會獲取到值，然后返回。std::promise與它關聯的std::future共享數據。

一、阻塞等待獲取數據

1、實現線程執行函數，入參是一個std::promise指針，函數內調用std::promise指針設置值

2、定義std::promise對象，從該對象獲取關聯的std::future對象，啟動線程并且傳入std::promise對象的指針，調用std::future對象的get()函數阻塞等待，如果返回，那么打印輸出返回的字符串信息。

3、運行程序，輸出的信息如下所示，從這里可以看出，std::promise在線程中設置值之后，std::future對象的get()函數成功獲取并返回。

二、通知線程退出

基于std::promise和std::future的機制，我們可以利用std::promise的set_value來通知運行的線程退出。具體如何做呢，我們接下來給出例子進行說明。

1、實現線程的執行函數，入參為與std::promise關聯的std::future對象，執行函數內部調用std::future的wait_for循環超時等待，如果std::future的wait_for在超時時間內沒有收到std::promise調用set_value發送的信號，那么繼續循環等待，如果在超時時間內收到std::promise調用set_value發送的信號，那么退出循環，同時線程也退出了。

2、創建std::promise對象，從std::promise對象提取關聯的future對象，啟動線程，并且將上面的future對象傳遞給線程，主線程休眠一段時間之后，調用std::promise對象的set_value函數來發送信號，通知線程退出

3、從輸出的結果信息看，線程一直在運行，當收到std::promise對象發送信號的信號之后就退出

三、異步收發數據

經過上面兩個例子的講解，相信大家對std::future和std::promise已經有了一個大概的了解。下面就給出異步收發數據的模版類。

1、類模版JAsyncSender實現兩個函數，一個是Send用于發送數據，它可以在線程中執行，另一個是Wait等待接收數據，如果第三個參數沒有輸入，那么默認一直等待，否則在指定時間內，沒有收到信息，那么返回失敗

2、接下來說明類模版JAsyncSender的使用方法

定義成員變量m_AsyncSendInt，它由主線程和子線程共享。JAsyncSender的type為整型，也可以定義為字符串，甚至是自定義對象，根據具體需求場景具體定義。

通過lambda方式創建線程，當然你也可以使用其他方式，線程內部先休眠一段時間，然后發送數據。

從運行結果看，基于future和promise實現的異步收發數據模版類的功能是正常的。

四、總結

std::promise與std::future的結合使用，可以更加容易處理異步消息事件，另外C++11標準中提供的  std::asych和std::packaged_task也是結合std::future來處理異步的事件流程。std::promise與std::future雖然功能強大，但是std::promise與std::future是一一對應的，目前沒有辦法處理一對多的問題，比如一個std::promise對應多個std::future。std::promise如果設置過一次，再次設置會報錯，如果需要重新使用，需要再創建std::promise對象。

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