std::future如何影响相关std::packaged_task的生存期

How does std::future affects the lifetime of an associated std::packaged_task?

本文关键字：std packaged task 生存期 影响 future 何影响      更新时间：2023-10-16

我有一个std::packaged_task，它包含一个通过复制捕获变量的lambda。当这个std::packaged_task被删除时，我希望lambda中的变量被销毁，但我注意到，如果我得到这个std::packaged_task的关联std::future，future对象将延长lambda中变量的生存期。

例如：

#include <iostream>
#include <future>
class Dummy
{
public:
Dummy() {std::cout << this << ": default constructed;" << std::endl;}
Dummy(const Dummy&) {std::cout << this << ": copy constructed;" << std::endl;}
Dummy(Dummy&&) {std::cout << this << ": move constructed;" << std::endl;}
~Dummy() {std::cout << this << ": destructed;" << std::endl;}
};
int main()
{
std::packaged_task<void()>* p_task;
{
Dummy ScopedDummy;
p_task = new std::packaged_task<void()>([ScopedDummy](){std::cout << "lambda call with: " << &ScopedDummy << std::endl;});
std::cout << "p_task completed" << std::endl;
}
{
std::future<void> future_result;
{
future_result = p_task->get_future();
(*p_task)();
delete p_task;
}
std::cout << "after p_task has been deleted, the scope of future_result determines the scope of the dummy inside p_task" << std::endl;
}
std::cout << "p_task cleans up when future_result dies" << std::endl;
}

一个可能的输出是：

0x7fff9cf873fe: default constructed;
0x7fff9cf873ff: copy constructed;
0x1904b38: move constructed;
0x7fff9cf873ff: destructed;
0x7fff9cf873fe: destructed;
lambda call with: 0x1904b38
after p_task has been deleted, the scope of future_result determines the scope of the dummy inside p_task
0x1904b38: destructed;
p_task cleans up when future_result dies

因此lambda中的对象的生存期延长了future_result的范围。

如果我们注释掉future_result = p_task->get_future();行，可能的输出是：

0x7fff57087896: default constructed;
0x7fff57087897: copy constructed;
0x197cb38: move constructed;
0x7fff57087897: destructed;
0x7fff57087896: destructed;
lambda call with: 0x197cb38
0x197cb38: destructed;
after p_task has been deleted, the scope of future_result determines the scope of the dummy inside p_task
p_task cleans up when future_result dies

我一直想知道什么机制在这里发挥作用，std::future是否包含一些链接来保持相关对象的活动？

查看gcc7.2.0 packaged_task源，我们读到：

packaged_task(allocator_arg_t, const _Alloc &__a, _Fn &&__fn)
: _M_state(__create_task_state<_Res(_ArgTypes...)>(std::forward<_Fn>(__fn), __a)){}
~packaged_task()
{
if (static_cast<bool>(_M_state) && !_M_state.unique())
_M_state->_M_break_promise(std::move(_M_state->_M_result));
}

其中CCD_ 9是内部packaged_task共享状态的shared_。因此，gcc将可调用存储为packaged_task共享状态的一部分，从而绑定了packaged_task、future、shared_future中最后一个死亡的可调用生存期。

相比之下，clang没有，当打包的任务被销毁时，会销毁可调用的(事实上，clang的副本会将可调用的存储为适当的成员)。

谁是对的？该标准对存储的任务寿命不是很清楚；从一方面来说，我们有

[[futures.task]]

packaged_task定义了包装函数或可调用对象的类型，以便在将来调用函数或可调对象时存储其返回值。

packaged_task(F&&F)[…]构造一个具有共享状态的新packaged_task对象，并使用std:：forward(F)初始化对象的存储任务。

packaged_task(packaged_task&&rhs)[…]将存储的任务从rhs移动到*this。

reset()[…]效果：就好像*this=packaged_task(std:：move(f))，其中f是存储在*this中的任务。

这表明可调用由packaged_task所有，但我们也有

[[futures.state]]

-本小节中引入的许多类都使用某种状态来传达结果此共享状态由一些状态信息和一些(可能尚未评估)结果组成，这些结果可以是(可能为空)值或异常。[注：本条款中定义的期货、承诺和任务都引用了这种共享状态。--endnote]

-[注意：结果可以是任何类型的对象，包括计算该结果的函数，如async[…]]

和

[futures.task.members]

-packaged_task(F&&F)；[…]调用f的副本应与调用f的行为相同[…]-~packaged_task()；效果：放弃任何共享状态

建议可调用文件可以存储在共享状态，并且不应依赖于任何可调用的每实例行为(这可能被解释为包括可调用的生命周期结束副作用；顺便说一句，这也意味着您的可调用文件不是严格有效的，因为它的行为与其副本不同)；此外，没有提及dtor中存储的任务。

总的来说，我认为clang更一致地遵循了措辞，尽管似乎没有任何明确禁止gcc行为。也就是说，我同意应该更好地记录这一点，因为否则可能会导致令人惊讶的错误。。。

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