C++ `folly::Future` 与 `folly::Promise`:Facebook 异步库的深度解析

好的,那我们现在开始今天的讲座,主题是 C++ folly::Future 与 folly::Promise,这是 Facebook Folly 库中非常重要的异步编程利器。 大家好!今天我们要聊聊 folly::Future 和 folly::Promise,这对黄金搭档,它们可以帮助你在 C++ 中轻松玩转异步编程。如果你之前被多线程搞得头昏脑胀,或者被回调地狱折磨得欲仙欲死,那么 folly::Future 和 folly::Promise 绝对是你的救星。 什么是 folly::Future 和 folly::Promise? 简单来说,folly::Promise 负责“承诺”一个未来的值,而 folly::Future 则负责“等待”这个值的到来。它们就像一对情侣,Promise 负责制造惊喜,Future 负责满怀期待地等待。 folly::Promise: 就像一个信使,它负责把结果从一个线程传递到另一个线程。你可以用 Promise 来设置一个值,或者抛出一个异常。 folly::Future: 就像一个接收器,它负责等待 Promise 传递过来的值。你可以从 Fu …

C++ `Boost.Asio` 异步网络编程:Proactor/Reactor 模式实现

好,各位观众,今天咱们来聊聊C++ Boost.Asio的异步网络编程,特别是Proactor和Reactor模式。这俩货,听起来高大上,其实就是两种组织异步事件处理的方式。咱们用大白话,加上实在的代码,把它们扒个精光。 第一幕:异步编程,咋回事? 先搞清楚,啥是异步编程?简单说,就是你发起一个操作,不用死等结果,可以先去干点别的。等结果来了,系统会通知你,或者你定时去问问:“嘿,好了没?” 这和同步编程不一样。同步编程就像你去饭馆点菜,必须站在那儿等,菜不上来,你一步都不能走。异步编程呢,你点完菜,服务员给你个号码牌,你可以去逛街,等号码牌亮了,再去取餐。 在网络编程里,异步就意味着你的程序不用阻塞在recv或者send这些耗时的操作上,可以同时处理多个连接。这样,你的服务器才能扛住更大的流量,响应更快。 第二幕:Boost.Asio,神器在手 Boost.Asio是C++界异步编程的瑞士军刀。它提供了一套统一的接口,让你可以在不同的操作系统上编写异步程序,而不用关心底层的实现细节。 io_context: 这是Asio的核心,相当于一个事件循环。所有的异步操作都通过io_conte …

C++ 异步 I/O (Asynchronous I/O):系统层面的非阻塞操作

各位观众,各位朋友,各位未来的编程大神们,大家好! 今天咱们来聊聊C++里的异步I/O,这玩意儿听起来高大上,但其实就是让你的程序在等待数据的时候,别傻乎乎地在那儿杵着,而是可以先去干点别的,等数据来了再回来处理,大大提高效率。想象一下,你一边烧水一边写代码,水开了再回去泡茶,总比你一直盯着水壶看要强得多吧?这就是异步I/O的精髓。 什么是异步I/O? 首先,我们得明白同步I/O和异步I/O的区别。 同步I/O: 你发起一个I/O操作,程序就得老老实实地等着,直到操作完成才能继续往下走。就像你排队买东西,必须等到轮到你,付完钱才能离开。 异步I/O: 你发起一个I/O操作,然后就可以去做别的事情了,系统会在I/O操作完成后通知你,你再回来处理结果。就像你网购,下单后就可以去刷剧了,快递到了会通知你。 用表格来总结一下: 特性 同步I/O 异步I/O 等待方式 阻塞,必须等待完成 非阻塞,可以执行其他任务 效率 较低,浪费CPU时间 较高,提高CPU利用率 编程模型 简单,易于理解 复杂,需要处理回调 系统层面的非阻塞操作 异步I/O的核心在于“系统层面”,也就是说,这个非阻塞不是你自己 …

C++ 异步任务取消机制:手动实现与协作式取消

各位观众,大家好!今天咱们来聊聊C++异步任务取消这档子事儿。这玩意儿听起来高大上,其实就是告诉你的程序:“喂,别忙活了,停下!咱换个活儿干!” 取消异步任务,是个非常现实的需求。想象一下:你打开一个网页,页面开始加载,结果网速慢得像蜗牛爬。你一怒之下点了刷新,或者干脆关了页面。如果程序不知道你已经取消了操作,还在吭哧吭哧地加载,那得多浪费资源啊! C++标准本身并没有提供直接的、一劳永逸的异步任务取消机制。这就意味着,我们需要自己动手,丰衣足食。咱们今天就来看看两种常见的实现方式:手动实现和协作式取消。 第一种:手动实现,简单粗暴但有效 手动实现,顾名思义,就是你自己用一些标志位、条件变量等工具,来控制异步任务的生命周期。这方法简单直接,但也需要你对代码有足够的掌控力。 #include <iostream> #include <thread> #include <chrono> #include <atomic> // 模拟一个耗时任务 void long_running_task(std::atomic<bool>&am …

C++ `std::shared_future`:多个 Future 共享一个异步结果

好的,没问题!让我们开始这场关于C++ std::shared_future 的技术讲座吧! 讲座主题:C++ std::shared_future:多个 Future 共享一个异步结果 大家好!欢迎来到今天的C++技术讲座。今天我们要聊的是一个非常有趣且实用的工具:std::shared_future。 想象一下,你是一家快餐店的老板,顾客络绎不绝。每个顾客都想点一份美味的汉堡,而制作汉堡需要一段时间。如果你只有一个厨师(线程),那么每个顾客都必须排队等待,效率非常低。 为了提高效率,你决定雇佣多个服务员(线程),让他们同时为不同的顾客服务。但是,只有一份汉堡制作的配方(异步任务的结果),所有服务员都需要使用这份配方才能制作出正确的汉堡。 std::shared_future 就好比这份汉堡配方,它可以被多个服务员(线程)共享,让他们都能获取到汉堡的制作方法(异步任务的结果)。 什么是 std::future? 在深入了解 std::shared_future 之前,我们先简单回顾一下 std::future。std::future 是C++中用于获取异步操作结果的机制。它代表着一个 …

C++ 异步编程模式:回调、Future/Promise 与协程对比

C++ 异步编程模式:回调、Future/Promise 与协程对比 (编程专家讲座) 各位观众老爷们,大家好!欢迎来到今天的C++异步编程专场。我是你们的老朋友,一个在代码堆里摸爬滚打多年的老码农。今天咱们不讲虚的,直接上干货,好好聊聊C++里那些让人又爱又恨的异步编程模式:回调、Future/Promise,还有近年来风头正劲的协程。 咱们先说个段子:话说当年,老码农写了个网络请求,结果程序卡死了。老板问他怎么回事,老码农委屈地说:“CPU在等数据回来啊!”老板一拍桌子:“等?等什么等!你不会让它去干点别的吗?” 这个段子说明啥?说明在现代程序设计中,尤其是在高并发、IO密集型的场景下,同步阻塞那一套早就玩不转了。我们需要异步编程,让CPU在等待IO操作完成的时候,还能做其他事情,提高效率,避免程序卡死。 那么,C++提供了哪些异步编程的利器呢?咱们一个一个来扒。 一、回调 (Callbacks): 异步编程的元老 回调,可以说是异步编程的老祖宗了。它的核心思想很简单:你先告诉我,事情办完了之后该找谁(也就是回调函数),我办完事就通知你。 优点: 简单直接: 概念简单,容易理解。 …

C++ 异步任务的异常处理:`std::future` 如何传递异常

好的,没问题!我们直接开始今天的C++异步任务异常处理讲座! 大家好,今天我们来聊聊C++异步任务中一个非常重要,但也经常让人头疼的问题:异常处理。特别是std::future如何传递异常。 想象一下,你开了一家披萨店,雇了一个伙计负责烤披萨(异步任务)。你告诉他:“你去烤个披萨,烤好了告诉我(std::future)。” 结果呢? 伙计可能烤出一个完美的披萨,但也可能把披萨烤糊了(抛出异常)。问题来了,你作为老板,怎么知道披萨烤糊了?又该如何处理这个烂摊子? 这就是异步任务异常处理要解决的问题。std::future就是那个“烤好了告诉我”的机制,而它传递异常的方式,决定了你是否能及时发现问题并采取行动。 一、异步任务,风险与机遇并存 首先,我们要明确一点:异步任务之所以重要,是因为它可以提高程序的并发性和响应速度。你可以同时做很多事情,而不是傻乎乎地等待一个耗时的操作完成。 但是,并发性也带来了风险。如果异步任务执行过程中抛出了异常,如果没有妥善处理,程序可能会崩溃,或者出现难以预料的错误。就像披萨店的伙计把披萨烤糊了,如果没人知道,还卖给顾客,那你的店就完蛋了。 二、std::f …

C++ `std::async`:异步执行函数的简便方法与陷阱

好的,咱们今天来聊聊C++里那个让人又爱又恨的 std::async。 这玩意儿吧,说它好用,那是真方便,一句话就能把函数扔到后台执行。 说它坑爹,那也是真坑,一不小心就掉坑里了。 std::async:异步界的“傻瓜相机” std::async 就像是异步编程界的“傻瓜相机”,你不用手动创建线程、管理线程生命周期,直接 std::async(你的函数, 参数),然后坐等结果就行。 听起来是不是很美好? 基本用法: #include <iostream> #include <future> #include <chrono> #include <thread> int calculate_sum(int a, int b) { std::cout << “开始计算,线程ID: ” << std::this_thread::get_id() << std::endl; std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟耗时操作 std:: …

C++ `std::packaged_task`:将可调用对象封装为异步任务

好的,系好安全带,各位技术大佬们!今天我们要聊的是C++的std::packaged_task,这玩意儿听起来像个高科技快递包装,但实际上,它是C++并发编程中一个非常实用的工具,能把你的函数或者可调用对象打包成一个异步任务,方便你扔给线程去执行,然后等你心情好的时候再去取结果。 什么是std::packaged_task? 简单来说,std::packaged_task是一个模板类,它的作用是将一个可调用对象(函数、函数对象、lambda表达式等)和一个std::future关联起来。你可以把packaged_task想象成一个快递打包员,它负责把你的函数打包好,贴上地址(也就是std::future),然后交给快递员(线程)去送货。等你想要取货的时候,就可以通过std::future拿到结果。 std::packaged_task的优点 异步执行: 这是最核心的优势。它可以让你把耗时的任务放到后台线程执行,避免阻塞主线程,提高程序的响应速度。 结果获取: 通过与std::future的关联,可以方便地获取异步任务的执行结果。 异常处理: 如果异步任务执行过程中抛出异常,std::f …

C++ `std::future` 与 `std::promise`:异步任务结果的传递与获取

好,准备好进入 std::future 和 std::promise 的奇妙世界了吗? 让我们开始这段异步任务之旅! C++ std::future 与 std::promise:异步任务结果的传递与获取 大家好!欢迎来到今天的“异步魔法师训练营”。今天我们要学习的是C++中实现异步编程的两个重要角色:std::future 和 std::promise。 它们就像异步世界里的信使,负责传递任务的结果,让你可以在主线程中安全地接收,而不会被漫长的计算卡住。 异步编程的必要性:告别卡顿 想象一下,你正在开发一个图像处理程序。用户点击“锐化”按钮后,如果主线程直接进行复杂的图像计算,那么界面就会卡死,用户只能眼巴巴地等着,体验非常糟糕。 异步编程就是解决这个问题的利器。我们可以把耗时的图像处理任务放到另一个线程中执行,主线程继续响应用户的操作,等计算完成后再通知主线程更新图像。 std::future 和 std::promise 就是实现这种机制的关键。 std::promise:承诺交付结果的生产者 std::promise,顾名思义,是一个“承诺”。 它承诺在未来的某个时刻,会提供一 …