讲座主题：C++中的std::shared_future与std::future：一场关于共享与独占的对话
开场白：你好，未来的朋友们！
欢迎来到今天的C++技术讲座！今天我们要聊一聊两个非常有趣的家伙——std::future和std::shared_future。它们就像一对性格迥异的兄弟，一个喜欢独占资源，另一个却愿意分享。那么，到底谁更适合你的代码呢？让我们一起揭开它们的神秘面纱吧！
第一部分：std::future登场——独占资源的小霸王
std::future是C++标准库中用于处理异步任务结果的对象。它就像是一个快递员，负责把异步任务的结果送到你手中。但请注意，这个快递员有点“傲娇”——它只允许一个人接收包裹。
核心特点：
- 独占性：每个
std::future对象只能被一个线程调用其get()方法来获取结果。 - 一次性消费：一旦调用了
get()，结果就被消费掉了，不能再被其他std::future对象访问。 - 简单直接：适合单线程或简单的异步场景。
示例代码：
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
int main() {
std::packaged_task<int()> task([]{ return 42; });
std::future<int> future = task.get_future();
std::thread t(std::move(task));
t.join();
// 只能调用一次 get()
std::cout << "Result: " << future.get() << std::endl;
return 0;
}总结：
std::future是一个很好的工具，但它有一个局限性：如果你有多个线程需要访问同一个异步任务的结果，std::future就显得力不从心了。这时，就需要请出它的兄弟——std::shared_future。
第二部分：std::shared_future上场——乐于分享的好邻居
std::shared_future是std::future的升级版，它解决了std::future无法共享结果的问题。你可以把它想象成一个共享快递柜，多个线程都可以从中取包裹。
核心特点：
- 可共享性：多个
std::shared_future对象可以共享同一个异步任务的结果。 - 多次消费：每个
std::shared_future对象都可以独立调用get()，获取相同的结果。 - 灵活性：适合多线程环境下的复杂异步场景。
示例代码：
#include <iostream>
#include <future>
#include <thread>
#include <vector>
void print_result(const std::shared_future<int>& sf) {
std::cout << "Thread " << std::this_thread::get_id()
<< " got result: " << sf.get() << std::endl;
}
int main() {
std::promise<int> promise;
std::shared_future<int> shared_future = promise.get_future();
std::vector<std::thread> threads;
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
threads.emplace_back(print_result, shared_future);
}
promise.set_value(42);
for (auto& t : threads) {
t.join();
}
return 0;
}表格对比：
| 特性 | std::future |
std::shared_future |
|---|---|---|
| 是否可共享 | 否 | 是 |
调用get()次数 |
仅一次 | 多次 |
| 使用场景 | 单线程或简单异步场景 | 多线程或多消费者场景 |
第三部分：选择的艺术——什么时候用哪个？
现在我们知道了std::future和std::shared_future的区别，但如何选择合适的工具呢？以下是一些实用建议：
- 单线程场景：如果你只需要在一个线程中获取异步任务的结果，
std::future足够了。 - 多线程场景：如果你有多个线程需要访问同一个异步任务的结果，使用
std::shared_future。 - 性能考虑：
std::shared_future会带来一些额外的开销（例如引用计数管理），因此在性能敏感的场景下要权衡利弊。
官方文档引用：
根据C++标准文档（ISO/IEC 14882），std::shared_future的设计初衷是为了支持多消费者模式，而std::future则更注重简单性和效率。
第四部分：总结与展望
通过今天的讲座，我们了解了std::future和std::shared_future的基本概念、区别以及适用场景。它们就像是C++并发世界的两把利器，各有千秋。记住，选择合适的工具才是解决问题的关键。
最后，送给大家一句话：编程就像做饭，选对食材才能做出美味佳肴！希望今天的讲座能帮助大家更好地理解C++的并发工具。下次见啦，祝大家编码愉快！
