并發編程一般指多線程編程，C++11之后關于多線程編程有幾個高級API：

• std::thread
• std::future
• std::shared_future
• std::promise
• std::packaged_task
• std::async

可能很多人都搞不清楚它們之前有什么聯系，可以直接看這張圖：

從這張圖我們可以大體看出來：

• packaged_task ≈ promise + function
• async ≈ thread + packaged_task
• 通過promise的get_future()可拿到future
• 通過future的share()可拿到shared_future

promise和future是線程之間的同步通道，類似于條件變量的封裝，看它的使用：

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>

int main() {
 std::promise<bool> prom;
 std::future<bool> f = prom.get_future();
 prom.set_value(true);
 std::cout << f.get() << std::endl;
}

首先創建一個promise，通過promise可以拿到future，future有wait()和get()等方法，這種方法會阻塞當前線程，直到future的源promise調用了set_value，future的wait()只有阻塞功能，而get()方法不僅有阻塞功能，還能拿到set_value()設置的值。我舉個多線程的示例：

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>

int main() {
 std::promise<int> prom;
 auto f = prom.get_future();
 std::thread t(
   [](std::promise<int> p) {
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    p.set_value(100);
   },
   std::move(prom));
 std::cout << f.get() << std::endl;
 if (t.joinable()) t.join();
}

這段代碼執行后會在兩秒后輸出100。這個結果就驗證了上面啰嗦的promise的future的get()的阻塞和獲取結果的能力。

注意：一個promise的set_value()只能調用一次，如果調用多次，就會throw exception，如果外部沒catch exception，程序就會crash。

promise的阻塞功能還是蠻好用的，我在工程中就經常用到它。

介紹完promise，再來看看packaged_task：

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>
int main() {
 std::packaged_task<int(int, int)> task([](int a, int b) { return a + b; });
 auto f = task.get_future();
 std::thread t(std::move(task), 1, 2);
 std::cout << f.get() << std::endl;
 if (t.joinable()) t.join();
}

可以拿這段代碼和上面那段promise的代碼對比看看，可以得出結論：packaged_task ≈ promise + function

promise只能set_value，不太好執行復雜的邏輯，有執行函數+阻塞的需求時，就可以考慮使用packaged_task。

可以思考一下，如果要你封裝一個packaged_task，你會怎么做？

再看async：

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>
int main() {
 auto f = std::async(
   std::launch::async, [](int a, int b) { return a + b; }, 1, 2);
 std::cout << f.get() << std::endl;
}

這里可以看到，使用了async后，連thread都不需要創建了，這也就驗證了上面圖中的結論：async ≈ thread + packaged_task

這里請注意：async中的第一個參數我使用的是std::launch::async，只有當參數為std::launch::async時，函數才會異步執行。

參數還可以是std::launch::deferred，參數為這個時，函數不會異步執行，只有當對應的future調用了get時，函數才會執行，而且是在當前線程執行。

關于async有幾個坑，我之前寫過一篇文章，可以看這個：async的兩個坑。

介紹完async，再介紹下shared_future。

普通的future有個特點，它不能拷貝，只能移動，這就意味著只能有一個線程一個實例可以通過get()拿到對應的結果。

如果想要多個線程多個實例拿到結果，就可以使用shared_future，那怎么拿到shared_future，可以通過普通future的shared()方法。

#include <future>
#include <iostream>
#include <thread>
int main() {
 std::promise<int> prom;
 auto fu = prom.get_future();
 auto shared_fu = fu.share();
 auto f1 = std::async(std::launch::async, [shared_fu]() { std::cout << shared_fu.get() << std::endl; });
 auto f2 = std::async(std::launch::async, [shared_fu]() { std::cout << shared_fu.get() << std::endl; });
 prom.set_value(102);
 f1.get();
 f2.get();
}

看到這里，大家應該明白thread、future、promise、packaged_task、async之間的關系了吧。