Question

高级
我想在异步模式下调用一些没有返回值的函数而不等待它们完成。如果我使用std :: async，则在任务结束之前，将来的对象不会破坏，这会使我的调用不同步。

示例

void sendMail(const std::string& address, const std::string& message)
{
    //sending the e-mail which takes some time...
}

myResonseType processRequest(args...)
{
    //Do some processing and valuate the address and the message...

    //Sending the e-mail async
    auto f = std::async(std::launch::async, sendMail, address, message);

    //returning the response ASAP to the client
    return myResponseType;

} //<-- I'm stuck here until the async call finish to allow f to be destructed.
  // gaining no benefit from the async call.

我的问题是

有没有办法克服这个限制？
如果（1）不是，我是否应该实施一个将采用那些“僵尸”期货并等待它们的线程？
是（1）和（2）是否，是否还有其他选项只需构建我自己的线程池？

注意：
我宁愿不使用thread + detach选项（由@ galop1n建议），因为创建一个新线程有一个我希望避免的开销。使用std :: async（至少在MSVC上）使用内部线程池。

感谢。

Answer 1

您可以将未来移动到全局对象中，因此当本地future的析构函数运行时，它不必等待异步线程完成。

std::vector<std::future<void>> pending_futures;

myResonseType processRequest(args...)
{
    //Do some processing and valuate the address and the message...

    //Sending the e-mail async
    auto f = std::async(std::launch::async, sendMail, address, message);

    // transfer the future's shared state to a longer-lived future
    pending_futures.push_back(std::move(f));

    //returning the response ASAP to the client
    return myResponseType;

}

N.B。如果异步线程引用processRequest函数中的任何局部变量，则这是不安全的。

使用std::async（至少在MSVC上）使用内部线程池。

这实际上是不符合的，标准明确表示使用std::launch::async运行的任务必须像在新线程中一样运行，因此任何线程局部变量都不能从一个任务持久存储到另一个任务。但它通常并不重要。

Answer 2

如果你不关心加入，你为什么不只是开始一个线程并分离？

std::thread{ sendMail, address, message}.detach();

std :: async绑定到它返回的std :: future的生命周期，它们无法替代它。

将std :: future放入其他线程读取的等待队列中将需要与接收新任务的池相同的安全机制，例如容器周围的互斥锁。

然后，您最好的选择是使用直接推送到线程安全队列中的任务的线程池。它不会取决于具体的实施。

在采用任何可调用和参数的线程池实现之下，线程对队列进行极化，更好的实现应该使用条件变量（coliru）：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <memory>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <functional>
#include <string>

struct ThreadPool {
    struct Task {
        virtual void Run() const = 0;
        virtual ~Task() {};
    };   

    template < typename task_, typename... args_ >
    struct RealTask : public Task {
        RealTask( task_&& task, args_&&... args ) : fun_( std::bind( std::forward<task_>(task), std::forward<args_>(args)... ) ) {}
        void Run() const override {
            fun_();
        }
    private:
        decltype( std::bind(std::declval<task_>(), std::declval<args_>()... ) ) fun_;
    };

    template < typename task_, typename... args_ >
    void AddTask( task_&& task, args_&&... args ) {
        auto lock = std::unique_lock<std::mutex>{mtx_};
        using FinalTask = RealTask<task_, args_... >;
        q_.push( std::unique_ptr<Task>( new FinalTask( std::forward<task_>(task), std::forward<args_>(args)... ) ) );
    }

    ThreadPool() {
        for( auto & t : pool_ )
            t = std::thread( [=] {
                while ( true ) {
                    std::unique_ptr<Task> task;
                    {
                        auto lock = std::unique_lock<std::mutex>{mtx_};
                        if ( q_.empty() && stop_ ) 
                            break;
                        if ( q_.empty() )
                            continue;
                        task = std::move(q_.front());
                        q_.pop();
                    }
                    if (task)
                        task->Run();
                }
            } );
    }
    ~ThreadPool() {
        {
            auto lock = std::unique_lock<std::mutex>{mtx_};
            stop_ = true;
        }
        for( auto & t : pool_ )
            t.join();
    }
private:
    std::queue<std::unique_ptr<Task>> q_;
    std::thread pool_[8]; 
    std::mutex mtx_;
    volatile bool stop_ {};
};

void foo( int a, int b ) {
    std::cout << a << "." << b;
}
void bar( std::string const & s) {
    std::cout << s;
}

int main() {
    ThreadPool pool;
    for( int i{}; i!=42; ++i ) {
        pool.AddTask( foo, 3, 14 );    
        pool.AddTask( bar, " - " );    
    }
}

Answer 3

您可以将其移动到异步调用函数的本地范围，而不是将未来转移到全局对象（并手动管理未使用期货的删除）

“让异步功能占据自己的未来”，可以这么说。

我已经提出了这个适用于我的模板包装器（在Windows上测试）：

#include <future>

template<class Function, class... Args>
void async_wrapper(Function&& f, Args&&... args, std::future<void>& future,
                   std::future<void>&& is_valid, std::promise<void>&& is_moved) {
    is_valid.wait(); // Wait until the return value of std::async is written to "future"
    auto our_future = std::move(future); // Move "future" to a local variable
    is_moved.set_value(); // Only now we can leave void_async in the main thread

    // This is also used by std::async so that member function pointers work transparently
    auto functor = std::bind(f, std::forward<Args>(args)...);
    functor();
}

template<class Function, class... Args> // This is what you call instead of std::async
void void_async(Function&& f, Args&&... args) {
    std::future<void> future; // This is for std::async return value
    // This is for our synchronization of moving "future" between threads
    std::promise<void> valid;
    std::promise<void> is_moved;
    auto valid_future = valid.get_future();
    auto moved_future = is_moved.get_future();

    // Here we pass "future" as a reference, so that async_wrapper
    // can later work with std::async's return value
    future = std::async(
        async_wrapper<Function, Args...>,
        std::forward<Function>(f), std::forward<Args>(args)...,
        std::ref(future), std::move(valid_future), std::move(is_moved)
    );
    valid.set_value(); // Unblock async_wrapper waiting for "future" to become valid
    moved_future.wait(); // Wait for "future" to actually be moved
}

我有点意外，因为我认为移动的未来的析构函数会阻塞，直到我们离开 async_wrapper 。它应该等待 async_wrapper 返回，但是它正在这个函数内部等待。从逻辑上讲，它应该是一个死锁，但事实并非如此。

我还尝试在 async_wrapper 的末尾添加一行来手动清空未来的对象：

our_future = std::future<void>();

这也不会阻止。

Answer 4

我不知道自己在做什么，但这似乎可行：

// :( http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3451.pdf
template<typename T>
void noget(T&& in)
{
    static std::mutex vmut;
    static std::vector<T> vec;
    static std::thread getter;
    static std::mutex single_getter;
    if (single_getter.try_lock())
    {
        getter = std::thread([&]()->void
        {
            size_t size;
            for(;;)
            {
                do
                {
                    vmut.lock();
                    size=vec.size();
                    if(size>0)
                    {
                        T target=std::move(vec[size-1]);
                        vec.pop_back();
                        vmut.unlock();
                        // cerr << "getting!" << endl;
                        target.get();
                    }
                    else
                    {
                        vmut.unlock();
                    }
                }while(size>0);
                // ¯\_(ツ)_/¯
                std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
            }
        });
        getter.detach();
    }
    vmut.lock();
    vec.push_back(std::move(in));
    vmut.unlock();
}

它为您扔给它的每种未来类型创建一个专用的吸气剂线程（例如，如果给一个未来和将来，您将有2个线程。如果给它一个100x未来，您仍然只有2个线程。线程），并且当您不想处理未来时，只需notget(fut);-您也可以noget(std::async([]()->void{...}));正常工作，似乎没有障碍。警告，请勿在其上使用noget（）后 not 尝试从将来获取值。那可能是UB，要麻烦。

Answer 5

您需要将 -device usb-host,vendorid=0x05ac,productid=0x12ab,**guest-reset=false** \ 设为指针。以下正是您要查找的内容：

future

Live example

我可以在不等待未来限制的情况下使用std :: async吗？

5 个答案: