从 Promise C++ 中获得未来

随着 C++11 的推出，Promise 也正式引入了 C++ 中。作为一种多线程编程技术，Promise 可以极大地简化异步编程。本文将介绍 Promise C++ 的原理和使用方法。

Promise 是什么？

Promise 是一种异步编程模式，它可以将异步操作中的回调函数抽象成一个包装器。当异步操作完成时，回调函数会被调用。Promise 还可以通过链式调用的方式，将多个异步操作串联起来。

Promise 的主要目的是简化异步编程，防止出现“回调地狱”的情况。通过 Promise，我们可以将异步代码写得更加简单、易于理解和维护。

Promise C++ 中的基本概念

在 C++ 中使用 Promise，需要了解一些基本概念：

• Promise 类：Promise 类是异步操作的提供者，它可以将异步操作包装成一个未来值（future）。
• Future 类：Future 是一个对异步操作结果的引用，它可以被用于判断异步操作是否完成，并获取异步操作的结果。
• 异步操作函数：异步操作函数用于执行异步任务，当任务完成后，它需要调用 Promise 类的 resolve() 函数将结果传递给 Future。
• 异步操作线程池：异步操作线程池用于执行异步任务。在使用 Promise 进行异步编程时，线程池是必须的。

了解了这些基本概念之后，我们就可以开始使用 Promise 进行异步编程了。

Promise C++ 的使用

下面是 Promise C++ 的使用示例。假设我们要实现一个异步操作函数，它需要等待 5 秒钟才能返回结果。我们可以按照以下步骤使用 Promise：

1. 定义异步操作函数

// 定义异步操作函数
void async_op(Promise<int>& promise) {
    // 模拟异步操作，延迟 5 秒钟
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
    // 异步操作完成，将结果传递给 Promise
    promise.resolve(42);
}

2. 创建 Promise 和 Future 对象

// 创建 Promise 和 Future
Promise<int> promise;
Future<int> future = promise.get_future();

3. 执行异步操作

// 执行异步操作
std::thread t(async_op, std::ref(promise));

4. 使用 Future 获取异步操作结果

// 使用 Future 获取异步操作结果
std::cout << "waiting..." << std::endl;
int result = future.get();
std::cout << "result: " << result << std::endl;

执行结果如下：

waiting...
result: 42

以上就是 Promise C++ 的使用示例。在实际开发中，我们通常会使用异步操作线程池来执行异步操作，以避免阻塞主线程。

用 Promise 解决回调地狱问题

Promise 可以通过链式调用的方式，将多个异步操作串联起来，从而避免出现“回调地狱”的情况。假设我们需要实现一个异步操作序列，它需要经过以下几个步骤：

1. 发送 HTTP 请求，获取数据
2. 解析数据，提取关键信息
3. 存储关键信息到数据库中

我们可以按照以下步骤使用 Promise 解决这个问题。

1. 定义异步操作函数

// 发送 HTTP 请求，获取数据
Future<std::string> fetch_data() {
    return async([] {
        // 模拟 HTTP 请求，返回数据
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
        return "{'username': 'johndoe', 'email': 'johndoe@example.com'}";
    });
}

// 解析数据，提取关键信息
Future<std::string> parse_data(const std::string& data) {
    return async([data] {
        // 模拟解析数据，提取关键信息
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
        return "User name: johndoe, Email: johndoe@example.com";
    });
}

// 存储关键信息到数据库中
Future<void> save_data(const std::string& key, const std::string& value) {
    return async([key, value] {
        // 模拟存储数据到数据库中
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
        std::cout << "saved to database: key=" << key << ", value=" << value << std::endl;
    });
}

2. 使用 Promise 将多个异步操作串联起来

// 使用 Promise 将多个异步操作串联起来
fetch_data()
    .then(parse_data)
    .then([=](const std::string& key_value) {
        auto pos = key_value.find(",");
        auto key = std::string(key_value.substr(0, pos));
        auto value = std::string(key_value.substr(pos + 1));
        return save_data(key, value);
    })
    .get();

以上代码中，fetch_data() 函数返回一个 Future 对象，表示异步操作的结果。我们可以将它与 then 函数进行链式调用，使得 parse_data 和 save_data 这两个函数在异步操作完成后相继执行。

总结

Promise C++ 是一种多线程编程技术，它可以极大地简化异步编程。通过使用 Promise，我们可以避免出现“回调地狱”的情况，提高代码的可读性和可维护性。同时，Promise 也是一种高度可组合的编程技术，可以用于解决各种异步编程问题。