交友软件网站建设,北京网站制作培训,酒店网站建设注意什么,wordpress pdf电子书为了便于理解 std::future 和 std::promise 的实现工作原理#xff0c;我们可以创建一个简化的版本。这包括共享状态、Promise 设置值、Future 获取值的核心机制。我们的示例代码将实现 SimplePromise 和 SimpleFuture 两个类#xff0c;二者通过一个共享状态实现线程间的通信…为了便于理解 std::future 和 std::promise 的实现工作原理我们可以创建一个简化的版本。这包括共享状态、Promise 设置值、Future 获取值的核心机制。我们的示例代码将实现 SimplePromise 和 SimpleFuture 两个类二者通过一个共享状态实现线程间的通信和同步。
实现代码
1. 定义共享状态
共享状态是 Promise 和 Future 之间共享的数据区域用于存储值以及同步访问。
#include iostream
#include thread
#include mutex
#include condition_variable
#include optionaltemplate typename T
class SharedState {
public:// 设置值void set_value(T value) {std::lock_guardstd::mutex lock(mtx_);value_ value;ready_ true;cv_.notify_all();}// 获取值阻塞直到值设置完成T get_value() {std::unique_lockstd::mutex lock(mtx_);cv_.wait(lock, [this] { return ready_; });return *value_;}private:std::mutex mtx_;std::condition_variable cv_;std::optionalT value_; // 使用optional来保存值类似于指针但更安全bool ready_ false; // 表示是否设置了值
};2. 实现 SimplePromise
SimplePromise 用于设置共享状态中的值。其主要功能包括创建共享状态实例并在 set_value 中向状态中写入值。
template typename T
class SimplePromise {
public:SimplePromise() : state_(std::make_sharedSharedStateT()) {}// 设置值并通知 futurevoid set_value(T value) {state_-set_value(value);}// 获取 future 对象std::shared_ptrSharedStateT get_state() {return state_;}private:std::shared_ptrSharedStateT state_;
};3. 实现 SimpleFuture
SimpleFuture 从共享状态中获取值并在 get 中阻塞等待值设置完成。
template typename T
class SimpleFuture {
public:SimpleFuture(std::shared_ptrSharedStateT state) : state_(state) {}// 获取值会阻塞直到值设置完成T get() {return state_-get_value();}private:std::shared_ptrSharedStateT state_;
};4. 连接 SimplePromise 和 SimpleFuture
为了实现 std::promise 和 std::future 的连接我们让 SimplePromise 创建共享状态实例并通过该实例创建 SimpleFuture。
template typename T
std::pairSimplePromiseT, SimpleFutureT make_promise_future() {SimplePromiseT promise;SimpleFutureT future(promise.get_state());return {promise, future};
}使用示例
下面的示例展示了如何使用 SimplePromise 和 SimpleFuture 进行线程间的值传递。
int main() {// 创建 promise 和 futureauto [promise, future] make_promise_futureint();// 启动线程异步设置值std::thread t([promise]() {std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟延迟promise.set_value(42);std::cout 值已设置为 42 std::endl;});// 主线程等待并获取结果std::cout 等待结果... std::endl;int result future.get();std::cout 获取到结果: result std::endl;t.join(); // 等待线程结束return 0;
}代码流程解析
共享状态SharedState 负责存储值set_value 在设置值后通知等待的线程get_value 阻塞直到值被设置。SimplePromise管理 SharedState 并设置值。SimpleFuture等待并获取值。make_promise_future帮助创建关联的 SimplePromise 和 SimpleFuture 对象。
工作流程图
---------------- ------------------- ----------------
| Thread 1 | | Shared State | | Thread 2 |
---------------- ------------------- ----------------
| SimplePromise | --- | set_value(val) | --- | SimpleFuture |
| | | value val | | get() blocking |
| set_value(42)| | ready true | | until ready |
---------------- ------------------- ----------------总结
在这个实现中
SimplePromise 通过共享状态的指针持有对共享状态的唯一引用。SimpleFuture 在 get 方法中阻塞直到 SimplePromise 在 set_value 中通知共享状态已经就绪。共享状态通过条件变量和互斥锁确保线程安全实现了异步值传递。
