C++异步编程：future与promise详解

std::promise与std::future必须配对使用，前者为写端设置值/异常（仅一次），后者为读端获取结果（get后invalid）；推荐优先用std::async创建future以避免生命周期和异常传递错误。

std::promise 和 std::future 必须配对使用，不能单独构造 valid 的 future

直接调用 std::future{} 得到的是空（invalid）对象，调用 get() 会抛出 std::future_error: No associated state。必须通过 std::promise::get_future() 获取绑定状态的 future。

• std::promise 是“写端”，负责设置值或异常；std::future 是“读端”，负责等待并取值
• 一个 promise 只能调用一次 set_value() 或 set_exception()，重复调用导致 std::future_error: Promise already satisfied
• future 调用 get() 后即变为 invalid，再次调用 get() 也会报错

std::async 是最安全的 future 创建方式，比手动 manage promise 更少出错

手写 promise/future 容易漏掉移动语义、线程生命周期、异常传递等细节；std::async 自动处理这些，并返回 ready 或 deferred 的 future。

• 默认启动策略是 std::launch::async | std::launch::deferred，具体行为由实现决定；显式指定 std::launch::async 才确保异步执行
• 如果函数返回引用类型，std::async 返回的 future 里存的是拷贝（除非返回 std::reference_wrapper）
• 不保存 future 对象会导致异步任务被阻塞等待（析构时若未就绪会同步等待完成）

auto f = std::async(std::launch::async, []{ return 42; });
int x = f.get(); // OK
// 若此处没接住 f，析构时会卡住主线程

wait_for 和 wait_until 不会取值，只是轮询状态；get 才真正消费结果

误以为 wait_for 能拿到值，结果仍需再调 get() —— 这是常见混淆点。且 get() 是阻塞+消费操作，不可重入。

• future.wait_for(std::chrono::seconds(1)) == std::future_status::ready 表示可安全调用 get()
• wait_for 返回 timeout 时，future 仍有效，可继续等或放弃
• 对 std::shared_future 可多次调用 get()，但普通 future 不行

跨线程传递 promise/future 要注意所有权和生命周期

把 std::promise move 到线程里没问题，但若在线程外提前析构了它，而线程还没调 set_value()，就会导致 future.get() 永远挂起（deadlock）。

• 推荐用 std::packaged_task 封装 callable + promise，天然支持 move 到线程
• 避免裸指针或引用传递 promise；用 std::shared_ptr> 需额外同步，一般没必要
• lambda 捕获 promise 时务必用 move：[p = std::move(promise)]() mutable { p.set_value(…); }

future 和 promise 的核心契约很简单：一写一读、单次消费、状态绑定不可解耦。多数 crash 或 hang 都来自违背这三条。真正难的不是语法，而是判断「谁该拥有 promise」「谁该持有 future」「超时后怎么取消」——C++ 标准库本身不提供取消机制，这部分得自己设计信号或用第三方库。