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C++ 多线程之带返回值的线程处理函数

2024-10-14 10
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简介： 这篇文章介绍了在C++中使用`async`函数、`packaged_task`和`promise`三种方法来创建带返回值的线程处理函数。

写在前面:

又是学C扎扎的一天，C扎扎学起来果然扎手。如果你能坚持看到文章最后，你会发现，好吧有可能你啥也发现不了，因为后面什么也没有~~~

1. 使用 async 函数创建线程

1.1 使用步骤

  1. 使用async函数启动一个异步任务(创建线程，并且执行线程处理函数),返回future对象
  2. 通过future对象中get()方法获取线程处理函数的返回值

1.2 基本数据类型作为返回值

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

//1.1 普通类型返回值
int returnValue() {
    return 666;
}
void test01() {
    future<int> res = async(returnValue);
    cout << res.get() << endl;
}

int main() {
    system("color F0");
    test01();
    return 0;
}

1.3 结构体类型数据作为返回值

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <string>
#include <chrono>
using namespace std;

//结构体类型返回值
struct Person {
    int age;
    string name;
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& person);
};
// << 运算符重载
ostream& operator<<(ostream& out, Person& person) {
    out << person.age << "\t" << person.name << endl;
    return out;
}
Person returnPerson() {
    Person person = { 18,"张飞" };
    return person;
}
void test02() {
    future<Person> res = async(returnPerson);
    Person person = res.get();
    cout << person << endl;
}
int main() {
    system("color F0");
    test02();
    return 0;
}

1.4 带返回值的类的成员函数作为线程处理函数

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <string>
#include <chrono>
using namespace std;

//1.3 带返回值的类成员函数充当线程处理函数
class MM {
public:
    int mmThreadFunc(int num) {
        cout << "子线程id: " << this_thread::get_id() << endl;
        num *= 10;
        //延时
        chrono::microseconds duration(1000); //1000微秒
        this_thread::sleep_for(duration);
        return num;
    }
protected:
private:
};
void test03() {
    MM mm;
    future<int> res = async(&MM::mmThreadFunc, &mm, 5);
    cout << res.get() << endl;
}
int main() {
    system("color F0");
    test03();
    return 0;
}

1.5 async的其它两个参数

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <string>
#include <chrono>
using namespace std;

//1.4 async 的其它参数 ()
//launch::async        : 创建线程，执行线程处理函数
//launch::deferred    : 线程处理函数延迟到调用wait和get方法时候才执行，本质开始是没有创建子线程
int returnValue2(int num) {
    cout << "线程处理函数启动....." << endl;
    return num * 10;
}
void test04() {
    MM mm;
    //auto res = async(launch::async,returnValue2, 6); //默认参数
    auto res = async(launch::deferred, returnValue2, 6);
    this_thread::sleep_for(1s); //延时1s
    cout << "---------get前-----------" << endl;
    cout << res.get() << endl;
    //cout << res.get() << endl;  //注 res只能被get()一次
    cout << "---------get后-----------" << endl;
}
int main() {
    system("color F0");
    test04();
    return 0;
}

    **使用launch::async参数结果, 创建线程并且执行线程处理函数**


    **使用launch::deferred参数结果, 线程处理函数延迟到调用wait和get方法时候才执行，本质开始是没有创建子线程**

注: async的返回值 res 只能被 get() 一次

2. 使用类模板 packaged_task 打包线程处理函数

2.1 使用步骤

  1. 使用thread创建线程,然后通过类模板(packaged_task)包装处理带返回值的线程处理函数
  2. 通过packaged_task的对象调用get_future获取future对象，再通过get()方法得到子线程处理函数的返回值

2.2 普通函数的打包

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

int returnValue() {
    return 666;
}
//3.1 普通函数的打包
void test05() {
    packaged_task<int(void)> taskOne(returnValue);
    thread t1(ref(taskOne));
    t1.join();
    cout << taskOne.get_future().get() << endl;
}

int main() {
    system("color F0");
    test05();
    return 0;
}

2.3 带参数的普通函数的打包

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

int returnValue2(int num) {
    cout << "线程处理函数启动....." << endl;
    return num * 10;
}
//3.2 带参数普通函数打包
void test06() {
    packaged_task<int(int)> taskOne(bind(returnValue2,placeholders::_1));
    thread t1(ref(taskOne), 10);
    t1.join();
    cout << taskOne.get_future().get() << endl;
}

int main() {
    system("color F0");
    test06();
    return 0;
}

2.4 类的成员函数的打包

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

class MM {
public:
    int mmThreadFunc(int num) {
        cout << "子线程id: " << this_thread::get_id() << endl;
        num *= 10;
        chrono::microseconds duration(1000); //1000微秒
        this_thread::sleep_for(duration);
        return num;
    }
};

//3.2 类的成员函数的打包
void test07() {
    MM mm;
    packaged_task<int(int)> taskOne(bind(&MM::mmThreadFunc, &mm, placeholders::_1));
    thread t1(ref(taskOne), 5);
    t1.join();
    cout << taskOne.get_future().get() << endl;
}

int main() {
    system("color F0");
    test07();
    return 0;
}

2.5 Lambda表达式的打包

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

//3.3 Lambda表达式的打包
void test08() {
    packaged_task<int(int)> taskOne([](int num) {
        cout << "Lambda表达式线程id: " << this_thread::get_id() << endl;
        num *= 5;
        return num;
    });
    thread t1(ref(taskOne), 5);
    t1.join();
    cout << taskOne.get_future().get() << endl;
}

int main() {

    system("color F0");
    test08();

    return 0;
}

3. 使用类模板 promise 获取线程处理函数返回值

3.1 使用步骤

  1. 通过promise类模板构建对象,通过调用set_value 存储函数需要返回的值
  2. 通过get_future获取future对象，再通过get()方法获取线程处理函数的返回值

3.2 基本数据类型作为返回值返回

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

void promiseThread(promise<int>& temp, int data) {
    cout << "promise id: " << this_thread::get_id() << endl;
    data *= 10;
    temp.set_value(data);
}
void test09() {
    promise<int> temp;
    thread t1(promiseThread, ref(temp), 66);
    t1.join();
    cout << "promise value: " << temp.get_future().get() << endl;
}

int main() {

    system("color F0");
    test09();

    return 0;
}


#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

//方式2
void promsieThread2(future<int>& temp) {
    cout << "promise id: " << this_thread::get_id() << endl;
    cout << "子线程: " << temp.get() << endl;
}
void test10() {
    promise<int> temp;
    temp.set_value(666);
    auto num = temp.get_future();
    thread t1(promsieThread2, ref(num));
    t1.join();
}

int main() {

    system("color F0");
    test10();

    return 0;
}

3.3 结构体类型作为返回值返回

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

//结构体类型参数传递
struct Person {
    int age;
    string name;
    friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& person);
};
// << 运算符重载
ostream& operator<<(ostream& out, Person& person) {
    out << person.age << "\t" << person.name << endl;
    return out;
}
void promiseThread3(promise<Person>& temp, Person data) {
    cout << "promise id: " << this_thread::get_id() << endl;
    data.age = 100;
    data.name = "张三";
    temp.set_value(data);
}
void test11() {
    promise<Person> temp;
    Person person = { 18,"貂蝉" };
    thread t1(promiseThread3, ref(temp), person);
    t1.join();
    person = temp.get_future().get();
    cout << person << endl;
}

int main() {

    system("color F0");
    test11();

    return 0;
}

3.4 类中带返回值的普通函数作为线程处理函数

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
using namespace std;

//类中带返回值普通函数充当线程处理函数
class MM2 {
public:
    void mmThreadFunc(promise<int>& temp, int num) {
        cout << "子线程id: " << this_thread::get_id() << endl;
        chrono::microseconds duration(1000); //1000微秒
        this_thread::sleep_for(duration);
        temp.set_value(num * 100);
    }
};
void test12() {
    promise<int> temp;
    MM2 mm;
    thread t1(&MM2::mmThreadFunc, &mm,ref(temp), 10);
    t1.join();
    cout << temp.get_future().get() << endl;
}

int main() {

    system("color F0");
    test12();

    return 0;
}

有一种思念
即便使尽全身的力气
即便站在最忠诚的回音壁前

却依然无法
呼喊出一个人的名字
—―杜拉斯

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C++
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