C++ std::future与std::promise使用详解

std::future和std::promise用于线程间传递数据，promise设置一次结果，future获取该结果并支持异常传递，需注意只能设置一次且get后失效。

在C++中，std::future 和 std::promise 是用于线程间传递数据的重要工具。它们配合使用，可以实现一个线程计算结果，另一个线程获取结果的功能。

基本概念说明

std::promise 是一个可写入一次的对象，用来保存某个值或异常。每个 promise 与一个共享状态相关联，可以通过它设置结果。
std::future 是一个只读对象，用来获取 promise 设置的结果。它可以等待结果就绪，并通过 get() 方法取出值。

基本用法示例

下面是一个简单的例子，展示如何在一个线程中通过 promise 设置值，在主线程中通过 future 获取：

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

void setValue(std::promise<int>&& p) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    p.set_value(42);  // 设置结果
}

int main() {
    std::promise<int> prms;
    std::future<int> fut = prms.get_future();  // 获取对应的 future

    std::thread t(setValue, std::move(prms));

    std::cout << "等待结果...\n";
    int value = fut.get();  // 阻塞直到结果可用
    std::cout << "得到结果: " << value << "\n";

    t.join();
    return 0;
}

异常传递

除了正常值，promise 还可以设置异常，future 在 get() 时会抛出该异常：

void setException(std::promise<int>&& p) {
    try {
        throw std::runtime_error("出错了！");
    } catch (...) {
        p.set_exception(std::current_exception());
    }
}

调用 fut.get() 时会重新抛出这个异常，需用 try-catch 捕获。

注意事项

• 每个 promise 只能 set_value 或 set_exception 一次，重复调用会导致程序终止。
• 如果 promise 被销毁前未设置值，future.get() 会抛出 broken_promise 异常。
• future 的 get() 方法只能调用一次，之后其值变为无效。
• 移动语义常用：promise 和 future 都不支持拷贝，只能移动。

基本上就这些。std::promise 和 std::future 提供了一种简洁的异步结果传递机制，适合简单的一次性任务结果返回场景。