std::future和std::promise用于线程间异步传递结果,其中promise设置值,future获取值,实现同步;可通过thread、async或packaged_task结合使用,注意set_value只能调用一次,get()后值被移动,且需避免未设置值时销毁promise。

在C++中,std::future 和 std::promise 是实现异步编程的重要工具,它们属于标准库中的 头文件。通过这两个机制,可以在一个线程中设置值,另一个线程中获取该值,实现线程间的数据传递和结果同步。
1. 基本概念:future 与 promise 的作用
std::promise 是一个可写入一次的对象,用于保存某个操作的结果。每个 promise 可以关联一个 std::future,future 是读取端,用来获取 promise 设置的值或异常。
简单来说:
- promise 负责“生产”数据(set_value 或 set_exception)
- future 负责“消费”数据(get)
一旦值被设置,future 的 get() 就能返回结果;如果还没准备好,get() 会阻塞等待。
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2. 创建并使用 promise 和 future
下面是基本用法示例:
// 示例:主线程等待子线程完成任务并返回结果 #include iostream> #include说明:
- 创建
std::promise来准备传递一个整型结果 - 调用
get_future()获取其对应的 future 对象 - 将 promise 引用传给子线程函数,在其中设置结果
- 主线程调用
fut.get()等待并获取结果
3. 使用 async 和 packaged_task 替代手动管理线程
除了直接配合线程使用,future 还可以结合 std::async 或 std::packaged_task 实现更简洁的异步调用。
// 使用 std::async 自动启动异步任务 #include这里 std::async 返回一个 future,自动处理线程生命周期,适合简单场景。
另一种方式是 packaged_task,它把可调用对象包装成带 future 的任务:
std::packaged_task这种方式更灵活,可用于事件队列、线程池等复杂结构。
4. 注意事项与常见问题
使用 future 和 promise 时需注意以下几点:
- 每个 promise 只能调用一次
set_value或set_exception,重复调用会抛出异常 - 如果 promise 被销毁前未设置值,future 的 get() 会收到
std::future_error - future 的 get() 只能调用一次,之后不能再用(值已被移动)
- 可以用
wait_for或wait_until实现超时检查,避免无限等待
这比直接阻塞更安全,适用于需要响应性的程序。
基本上就这些。掌握 future 和 promise 能帮助你写出清晰、高效的异步代码,尤其在多线程协作和任务解耦方面非常有用。











