在c++中异步调用的最佳实践有哪些 - 问答

在 C++ 中实现异步调用有多种方法，以下是一些最佳实践：

使用 <future> 和 <thread> 库：<future> 和 <thread> 库提供了基本的线程和异步操作支持。通过 std::async、std::packaged_task 和 std::promise，您可以创建和管理异步任务。

#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>

int compute(int x, int y) {
    return x + y;
}

int main() {
    // 创建异步任务
    std::future<int> result = std::async(compute, 2, 3);

    // 在异步任务完成之前执行其他工作
    std::cout << "Waiting for computation...\n";

    // 获取异步任务的结果
    int sum = result.get();

    std::cout << "Computation result: " << sum << std::endl;

    return 0;
}

使用 C++20 的 std::jthread 和 std::future_value：C++20 引入了 std::jthread，它可以自动管理线程的生命周期。同时，std::future_value 可以用于封装特定类型的未来结果。

#include <iostream>
#include <future>
#include <jthread>

int compute(int x, int y) {
    return x + y;
}

int main() {
    // 创建异步任务
    std::packaged_task<int(int, int)> task(compute);
    std::future<int> result = task.get_future();

    // 创建 jthread 运行异步任务
    std::jthread thread(std::move(task), 2, 3);

    // 在异步任务完成之前执行其他工作
    std::cout << "Waiting for computation...\n";

    // 获取异步任务的结果
    int sum = result.get();

    // 等待线程结束
    thread.join();

    std::cout << "Computation result: " << sum << std::endl;

    return 0;
}

使用 std::async 的 std::launch 策略：通过指定 std::launch 策略，您可以控制异步任务的启动方式。例如，您可以使用 std::launch::async 和 std::launch::deferred 来指定任务立即启动或在调用 get() 方法时启动。

#include <iostream>
#include <future>

int compute(int x, int y) {
    return x + y;
}

int main() {
    // 创建异步任务，立即启动
    std::future<int> result = std::async(std::launch::async, compute, 2, 3);

    // 在异步任务完成之前执行其他工作
    std::cout << "Waiting for computation...\n";

    // 获取异步任务的结果
    int sum = result.get();

    std::cout << "Computation result: " << sum << std::endl;

    return 0;
}

避免使用全局或静态异步任务：全局或静态异步任务可能导致资源竞争和同步问题。尽量将异步任务封装在类或函数中，并确保正确地管理线程同步。
合理地处理异常：当异步任务抛出异常时，需要确保正确地捕获和处理这些异常。可以使用 std::future::get() 的重载版本来捕获异常。
考虑使用线程池：对于大量并发任务，可以考虑使用线程池来限制线程数量并提高性能。C++ 标准库没有提供线程池的实现，但您可以自己实现或使用第三方库（如 Intel Threading Building Blocks (TBB)）。

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