为什么我应该使用std::async

Why should I use std::async?

本文关键字：async std 我应该 为什么      更新时间：2023-10-16

我试图深入探索新C++11标准的所有选项，在使用std:：async并阅读其定义时，我注意到了两件事，至少在带有gcc 4.8.1:的linux下是这样

  • 它被称为async，但它有一个真正的"顺序行为"，基本上在你调用与异步函数foo相关的future的那一行，程序会阻塞，直到foo执行完成
  • 它依赖于与其他库完全相同的外部库，以及更好的非阻塞解决方案，即pthread，如果您想使用std::async，则需要pthread

在这一点上，我很自然地会问，为什么选择std:：async而不是一组简单的函数？这是一个根本不可扩展的解决方案，你调用的未来越多，你的程序响应就越差。

我是不是错过了什么？你能展示一个被允许以异步、非阻塞的方式执行的例子吗？

  • 它被称为async，但它有一个真正的"顺序行为"

不，如果使用std::launch::async策略，那么它将在新线程中异步运行。如果不指定策略，则可能会在新线程中运行。

基本上，在调用与异步函数foo相关联的future的行中，程序会阻塞，直到执行完foo为止。

它只在foo还没有完成的情况下阻止，但如果它是异步运行的（例如，因为您使用了std::launch::async策略），它可能在您需要它之前就已经完成了

  • 它依赖于与其他库完全相同的外部库，以及更好的非阻塞解决方案，这意味着pthread，如果你想使用std:：async，你需要pthread

错了，它不必使用Pthreads来实现（在Windows上也不是，它使用了ConcRT功能。）

在这一点上，我很自然地会问，为什么选择std:：async而不是一组简单的函数？

因为它保证了线程安全并在线程之间传播异常。你能用一组简单的函子做到这一点吗？

这是一个根本不可扩展的解决方案，你调用的未来越多，你的程序响应就越差。

不一定。如果您没有指定启动策略，那么智能实现可以决定是启动新线程，还是返回延迟函数，或者返回稍后决定何时可以使用更多资源的内容。

现在，对于GCC的实现，如果您不提供启动策略，那么对于当前版本，它将永远不会在新线程中运行（有一个bugzilla报告），但这是该实现的属性，而不是std::async的属性。您不应该将标准中的规范与特定的实现混淆。阅读一个标准库的实现是学习C++11的一种糟糕的方式。

你能展示一个被允许以异步、非阻塞的方式执行的例子吗？

这不应该阻止：

auto fut = std::async(std::launch::async, doSomethingThatTakesTenSeconds);
auto result1 = doSomethingThatTakesTwentySeconds();
auto result2 = fut.get();

通过指定启动策略，您可以强制异步执行，如果您在执行过程中做其他工作，则结果将在需要时准备好。

如果您需要异步操作的结果，则无论您使用什么库，都有要阻止。这个想法是，你可以选择何时阻止，希望当你这样做的时候，你阻止的时间可以忽略不计，因为所有的工作都已经完成了。

还要注意，std::async可以通过策略std::launch::async或std::launch::deferred来启动。如果您不指定它，则允许实现进行选择，并且它很可能选择使用延迟评估，这将导致在您试图从未来获得结果时完成所有工作，从而导致更长的块。因此，如果您想确保工作是异步完成的，请使用std::launch::async。

我认为您的问题是std::future说它阻塞了get。只有当结果还没有准备好时，它才会阻止。

如果你能安排结果已经准备好，这不是问题。

有很多方法可以知道结果已经准备好了。你可以轮询future并询问它（相对简单），你可以使用锁或原子数据来传递它已经准备好的事实，你可以建立一个框架来将"完成的"future项目交付到消费者可以交互的队列中，你可以用某种信号（这只是一次阻塞多个项目，或者轮询）。

或者，你可以在本地完成所有可以做的工作，然后阻止远程工作。

举个例子，想象一个并行递归合并排序。它将数组拆分为两个块，然后在一个块上执行async排序，同时对另一个块进行排序。一旦完成了对其一半的排序，起始线程就无法继续，直到第二个任务完成。所以它做了一个.get()和块。一旦对两半都进行了排序，它就可以进行合并（理论上，合并也可以至少部分并行进行）。

对于那些在外部与它交互的人来说，这个任务的行为就像一个线性任务——当它完成时，数组就会被排序。

然后，我们可以将其封装在std::async任务中，并获得一个future排序的数组。如果我们愿意，我们可以添加一个信号过程，让我们知道future已经完成，但只有当我们有一个线程在等待信号时，这才有意义。

在参考中：http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/async

如果设置了async标志（即policy&std:：launch:：async！=0），则async在单独的执行线程上执行函数f，就好像由std:：thread（f，args…）派生，除了如果函数f返回值或引发异常，该值存储在共享通过std:：future可访问的状态，async返回到调用者。

记录抛出的异常是一个不错的属性。

http://www.cplusplus.com/reference/future/async/

有三种类型的策略，

  1. launch::async
  2. launch::deferred
  3. launch::async|launch::deferred

则默认情况下CCD_ 22被传递给CCD_。

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