std::future和std::promise用于线程间异步传递结果，promise通过set_value设置值，future通过get获取结果，二者通过get_future关联，实现无锁数据传递。
在C++中，std::future 和 std::promise 是用于实现异步操作的重要工具，它们定义在 <future> 头文件中。通过这对机制，一个线程可以将结果传递给另一个线程，而不需要显式地使用锁或共享变量。
1. 基本概念：future 与 promise 的关系
std::promise 是一个“承诺”对象，它可以设置一个值（或异常），这个值将来会被获取。std::future 则是与 promise 关联的“未来值”，它提供了一个访问该值的方法，通常带有阻塞等待的能力。
- 每个
std::promise对象可以通过get_future()获取对应的std::future。 - 当 promise 调用
set_value()或set_exception()后，future 就能获取结果。
2. 基本使用示例
下面是一个简单的例子，展示如何用 promise 在一个线程中设置值，另一个线程通过 future 获取结果：
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
void set_value(std::promise<int>&& prms) {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
prms.set_value(42); // 设置结果
}
int main() {
std::promise<int> prom;
std::future<int> fut = prom.get_future(); // 获取关联的 future
std::thread t(set_value, std::move(prom));
std::cout << "等待结果...\n";
int value = fut.get(); // 阻塞直到值可用
std::cout << "得到结果: " << value << "\n";
t.join();
return 0;
}
输出：
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等待结果... 得到结果: 42
在这个例子中，主线程调用 fut.get() 会一直等待，直到子线程调用 prms.set_value(42)。
3. 异常传递
除了正常值，promise 还可以设置异常，future 在获取时会重新抛出：
void throw_exception(std::promise<double>&& p) {
try {
throw std::runtime_error("出错了！");
} catch (...) {
p.set_exception(std::current_exception());
}
}
int main() {
std::promise<double> prom;
std::future<double> fut = prom.get_future();
std::thread t(throw_exception, std::move(prom));
try {
double val = fut.get(); // 这里会抛出异常
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << "捕获异常: " << e.what() << "\n";
}
t.join();
return 0;
}
4. 实现异步任务的封装
你可以结合 std::async 或手动创建线程，配合 promise 来封装异步操作。例如，模拟一个异步数据加载：
std::future<std::string> load_data_async() {
std::promise<std::string> prom;
std::future<std::string> fut = prom.get_future();
std::thread([p = std::move(prom)]() mutable {
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(800));
p.set_value("数据加载完成");
}).detach(); // 注意：生产环境建议管理线程生命周期
return fut;
}
int main() {
auto fut = load_data_async();
std::cout << "正在加载...\n";
std::cout << fut.get() << "\n";
return 0;
}
这种方式让你可以自由控制异步逻辑的触发和结果返回时机。
5. 注意事项
- 每个
promise只能设置一次值或异常，重复调用set_value会导致程序终止。 - 如果 promise 被销毁前没有调用
set_value，future 在调用get()时会抛出std::future_error。 - 移动语义很重要：promise 不可复制，只能移动。
- 避免 detach 线程带来的资源管理问题，必要时使用
std::shared_future支持多个等待者。
基本上就这些。future 和 promise 提供了一种清晰的“生产-消费”模型来处理跨线程结果传递，适合需要精确控制异步流程的场景。
