future

介绍

std::future 是 C++11 标准库中的一个模板类，它表示一个异步操作的结果。当我们在
多线程编程中使用异步任务时，std::future 可以帮助我们在需要的时候获取任务的执行
结果。std::future 的一个重要特性是能够阻塞当前线程，直到异步操作完成，从而确保
我们在获取结果时不会遇到未完成的操作

应用场景

• 异步任务：
• 并发控制：
• 结果获取：

用法示例

• std::async关联异步任务
  async是一种将任务与future关联的简单方法。它创建并运行一个异步任务。并返回一个与该任务结果关联的future对象。默认情况下，async是否启动一个新线程，或者在等待future时，任务是否同步运行都取决于你给的参数。这个参数为launch类型：

线程池

基于线程池执行任务的时候，入口函数内部执行逻辑是固定的，因此选择packaged_task加上future的组合来实现。

工作思想：

• 用户传入要执行的函数，以及需要处理的数据，由线程池中的工作线程来执行函数来完成任务
  实现：

• 管理的成员
  任务池：
  互斥锁：
  一定数量的工作线程：

• 管理的操作
  入队任务
  停止运行

#include <functional>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <thread>
#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <vector>
using namespace std;

class ThreadPool
{
public:
    using Functor = function<void(void)>;
    ThreadPool(int count = 1) : _stop(false)
    {
        for (int i = 0; i < count; i++)
        {
            _threads.emplace_back(&ThreadPool::entry, this);
        }
    }
    void stop()
    {
        if (_stop)
            return;
        _stop = true;
        _cv.notify_all(); // 唤醒所有工作线程
        for (auto &threads : _threads)
        {
            threads.join();
        }
    }
    // push传入的首先是一个函数--用户要执行的函数，接下来是不定参，表示要处理的数据也就是函数中的参数
    // push内部，会将这个传入的函数封装成一个异步任务（packaged_task），抛入到任务池中，由工作线程取出进行执行
    // lambda生成一个可调用对象（内部执行异步任务），抛入到任务池中，由工作线程取出进行执行
    template <typename F, typename... Args> // 不定参
    auto push(F &&func, Args &&...args) -> future<decltype(func(args...))>
    {
        // 将传入的函数封装成packaged_task任务
        using return_type = decltype(func(args...));
       //由于不确定参数 先绑定函数
		auto Func = std::bind(forward<F>(func), forward<Args>(args)...); 
        auto task = make_shared<packaged_task<return_type()>>(Func);
        future<return_type> fu = task->get_future();
        // 构造一个lambda匿名函数(捕获任务对象)，函数内执行任务对象
        {
            unique_lock<mutex> lk(_mutex); // 加锁
            // 将构造出来的匿名对象，抛入到任务池中
            _taskpool.push_back([task](){ 
						            (*task)(); }); 
            _cv.notify_all();
        }
        return fu;
    }
    ~ThreadPool()
    {
        stop();
    } 
private:
   // 线程入口函数--内部不断地从任务池中取出任务进行执行
    void entry()
    {
        vector<Functor> task_pool;
        {
            // 加锁
            unique_lock<mutex> lock(_mutex);
            // stop被置位返回 去出任务进行执行
            _cv.wait(lock, [this]()
                    { return _stop || _taskpool.empty(); });

            // 取出任务执行 一次性全部交换出来
           task_pool.swap(_taskpool);
        }
        for (auto &task : task_pool)
        {
            task();
        }
    }
private:
    mutex _mutex;
    vector<Functor> _taskpool; // 任务池
    vector<thread> _threads;   
    condition_variable _cv;//条件变量
    atomic<bool> _stop; // 原子类型数

};

_taskpool.push_back(task{ (*task)(); })。 里面是匿名函数，捕获了task，保存在lambda所生成的可调用对象里。将生成的可调用对象Push到任务池中。
注意上面的这个函数参 auto push(F &&func, Args &&…args) -> future<decltype(func(args…))> F &&func类型是个万能引用，这里如果加上一个const （const F&& func）,那这个const F&& 就是一个带const 的右值引用 就只能接收右值对象，我们在后面调用bind函数的时候 参数结果是左值，push会出现错误。解决方法：可以用move变成右值，F&& func 就是个万能引用。去掉const后，func可以被正常绑定，修改（或修改）避免了额外的类型限制。