doc: update cpp.md #255
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109
docs/cpp.md
109
docs/cpp.md
@ -633,19 +633,20 @@ std::for_each(vec.begin(), vec.end(),
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## C++多线程
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> g++编译选项:`-std=c++11`
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>
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> 包含头文件:
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>
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> + `#include <thread>`:C++多线程库
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> + `#include <mutex>`:C++互斥量库
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> + `#include <future>`:C++异步库
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### 多线程介绍
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g++编译选项:`-std=c++11`。包含头文件:
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- `#include <thread>`:C++多线程库
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- `#include <mutex>`:C++互斥量库
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- `#include <future>`:C++异步库
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### 线程的创建
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<!--rehype:wrap-class=row-span-2-->
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以普通函数作为线程入口函数:
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```c++
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```cpp
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void entry_1() { }
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void entry_2(int val) { }
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@ -655,7 +656,7 @@ std::thread my_thread_2(entry_2, 5);
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以类对象作为线程入口函数:
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```c++
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```cpp
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class Entry
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{
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void operator()() { }
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@ -671,7 +672,7 @@ std::thread my_thread_2(&Entry::entry_function, &entry);
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以lambda表达式作为线程入口函数:
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```c++
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```cpp
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std::thread my_thread([]() -> void
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{
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// ...
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@ -680,7 +681,7 @@ std::thread my_thread([]() -> void
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### 线程的销毁
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```c++
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```cpp
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thread my_thread;
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// 阻塞
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my_thread.join();
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@ -690,7 +691,7 @@ my_thread.detach();
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### `this_thread`
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```c++
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```cpp
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// 获取当前线程ID
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std::this_thread::get_id();
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// 使当前线程休眠一段指定时间
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@ -702,6 +703,7 @@ std::this_thread::yield();
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```
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### 锁
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<!--rehype:wrap-class=row-span-3-->
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> `#include <mutex>`
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@ -709,46 +711,46 @@ std::this_thread::yield();
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创建锁
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```c++
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```cpp
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std::mutex m;
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```
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上锁
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```c++
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```cpp
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m.lock();
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```
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解锁
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```c++
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```cpp
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m.unlock();
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```
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尝试上锁:成功返回`true`,失败返回`false`
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```c++
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```cpp
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m.try_lock();
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```
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||||
解锁
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```c++
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||||
```cpp
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||||
m.unlock();
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```
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#### 更简单的锁——`std::lock_guard<Mutex>`
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#### 更简单的锁 —— `std::lock_guard<Mutex>`
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构造时上锁,析构时解锁
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```c++
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```cpp
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std::mutex m;
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std::lock_guard<std::mutex> lock(m);
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```
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额外参数:`std::adopt_lock`:只需解锁,无需上锁
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```c++
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```cpp
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||||
// 手动上锁
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||||
m.lock();
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std::lock_guard<mutex> lock(m,
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||||
@ -759,7 +761,7 @@ std::lock_guard<mutex> lock(m,
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||||
构造上锁,析构解锁
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```c++
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```cpp
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||||
std::mutex m;
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||||
std::unique_lock<mutex> lock(m);
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```
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||||
@ -768,7 +770,7 @@ std::unique_lock<mutex> lock(m);
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只需解锁,无需上锁
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```c++
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```cpp
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||||
// 手动上锁
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||||
m.lock();
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||||
std::unique_lock<mutex> lock(m,
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||||
@ -779,7 +781,7 @@ std::unique_lock<mutex> lock(m,
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||||
尝试上锁,可以通过`std::unique_lock<Mutex>::owns_lock()`查看状态
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```c++
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```cpp
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||||
std::unique_lock<mutex> lock(m,
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std::try_to_lock);
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||||
if (lock.owns_lock())
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@ -796,7 +798,7 @@ else
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||||
绑定锁,但不上锁
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```c++
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```cpp
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||||
std::unique_lock<mutex> lock(m,
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||||
std::defer_lock);
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||||
lock.lock();
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||||
@ -811,7 +813,7 @@ lock.unlock();
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||||
当多个线程通过这个函数调用一个可调用对象时,只会有一个线程成功调用。
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```c++
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```cpp
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||||
std::once_flag flag;
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||||
void foo() { }
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@ -823,13 +825,13 @@ std::call_once(flag, foo);
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#### 创建条件变量
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```c++
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```cpp
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||||
std::condition_variable cond;
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```
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#### 等待条件变量被通知
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```c++
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```cpp
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std::unique_lock<std::mutex>
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lock;
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||||
extern bool predicate();
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@ -840,28 +842,31 @@ cond.wait(lock);
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||||
cond.wait(lock, predicate);
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```
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||||
1. `wait`不断地尝试重新获取并加锁该互斥量,如果获取不到,它就卡在这里并反复尝试重新获取,如果获取到了,执行流程就继续往下走
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2. `wait`在获取到互斥量并加锁了互斥量之后:
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||||
1. 如果`wait`被提供了可调用对象,那么就执行这个可调用对象:
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||||
+ 如果返回值为`false`,那么`wait`继续加锁,直到再次被notified
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||||
+ 如果返回值为`true`,那么`wait`返回,继续执行流程
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||||
2. 如果`wait`没有第二个参数,那么直接返回,继续执行
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----
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||||
- `wait`不断地尝试重新获取并加锁该互斥量,如果获取不到,它就卡在这里并反复尝试重新获取,如果获取到了,执行流程就继续往下走
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||||
- `wait`在获取到互斥量并加锁了互斥量之后:
|
||||
- 如果`wait`被提供了可调用对象,那么就执行这个可调用对象:
|
||||
- 如果返回值为`false`,那么`wait`继续加锁,直到再次被 notified
|
||||
- 如果返回值为`true`,那么`wait`返回,继续执行流程
|
||||
- 如果`wait`没有第二个参数,那么直接返回,继续执行
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#### `std::condition_variable::notify_one`
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||||
`notify_one`唤醒一个调用`wait`的线程。注意在唤醒之前要解锁,否则调用`wait`的线程也会因为无法加锁而阻塞。
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`notify_one` 唤醒一个调用 `wait` 的线程。注意在唤醒之前要解锁,否则调用 `wait` 的线程也会因为无法加锁而阻塞。
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#### `std::condition_variable::notify_all`
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||||
唤醒所有调用`wait`的线程。
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||||
唤醒所有调用 `wait` 的线程。
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### 获取线程的运行结果
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<!--rehype:wrap-class=row-span-2-->
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> `#include <future>`
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#### 创建异步任务
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```c++
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```cpp
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double func(int val);
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// 使用std::async创建异步任务
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@ -875,34 +880,34 @@ std::future<double> result =
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等待异步任务结束,但是不获取返回值:
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```c++
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```cpp
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result.wait();
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```
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获取异步任务的返回值:
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```c++
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```cpp
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||||
int val = result.get();
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```
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注:
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+ `get()`返回右值,因此只可调用一次
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+ 只要调用上述任意函数,线程就会一直阻塞到返回值可用(入口函数运行结束)
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- `get()`返回右值,因此只可调用一次
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||||
- 只要调用上述任意函数,线程就会一直阻塞到返回值可用(入口函数运行结束)
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#### `std::async`的额外参数
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#### `std::async` 的额外参数
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额外参数可以被放在`std::async`的第一个参数位置,用于设定`std::async`的行为:
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||||
额外参数可以被放在 `std::async` 的第一个参数位置,用于设定 `std::async` 的行为:
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1. `std::launch::deferred`:入口函数的运行会被推迟到`std::future<T>::get()`或者`std::future<T>::wait()`被调用时。此时调用线程会直接运行线程入口函数,换言之,**不会创建子线程**
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2. `std::launch::async`:立即创建子线程,并运行线程入口函数
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3. `std::launch::deferred | std::launch::async`:默认值,由系统自行决定
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- `std::launch::deferred`:入口函数的运行会被推迟到`std::future<T>::get()`或者`std::future<T>::wait()`被调用时。此时调用线程会直接运行线程入口函数,换言之,**不会创建子线程**
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- `std::launch::async`:立即创建子线程,并运行线程入口函数
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- `std::launch::deferred | std::launch::async`:默认值,由系统自行决定
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#### 返回值的状态
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让当前线程等待一段时间(等待到指定时间点),以期待返回值准备好:
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```c++
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```cpp
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extern double foo(int val) {}
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std::future<double> result =
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@ -923,7 +928,7 @@ status = result.wait_for(
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在指定的时间过去后,可以获取等待的结果:
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```c++
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```cpp
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// 返回值已经准备好
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if (status ==
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std::future_status::ready)
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@ -933,20 +938,16 @@ if (status ==
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// 超时:尚未准备好
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else if (status ==
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std::future_status::timeout)
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{
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}
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{ }
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// 尚未启动: std::launch::deferred
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||||
else if (status ==
|
||||
std::future_status::deferred)
|
||||
{
|
||||
|
||||
}
|
||||
{ }
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```
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||||
#### 多个返回值
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```c++
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```cpp
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std::shared_future<T> result;
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```
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