C++中的非同步程式技巧

C 是一種流行的程式語言，其廣泛應用於各種類型的應用程式中，尤其是工作較為複雜或對系統資源有高要求的應用程式中。因此，近年來，非同步程式設計技巧在C 開發中變得越來越重要，在這篇文章中，我們將探討如何使用C 進行非同步程式設計。

非同步程式設計背景

對於一些繁瑣而耗時的任務，同步程式設計模型無法滿足需求，作業系統往往會將這些任務設為非同步模式，以便更有效率地使用系統資源。透過非同步程式設計模型，程式可以並行執行多個任務，而無需等待前一個任務完成。這有助於提高程式的整體效能。

非同步程式設計技巧

在C 中進行非同步程式設計時，我們需要使用非同步程式庫。其中，C 11標準包含了一個非同步函式庫，即std::async，它可以在主執行緒之外的執行緒中運行函數。使用std::async函數的具體流程如下：

1.建立一個非同步任務：std::future物件。

2.在非同步任務中執行函數，使用std::async函數指定函數和參數。

3.在主執行緒中執行其他任務，等待非同步任務完成後再取得結果。

下面是一個範例程式碼：

//包含頭檔

include

include

//非同步任務
int foo(int x) {

return x * x; 

}

#//主函數
int main() {

//创建异步任务 
std::future<int> result = std::async(foo,2);

//在此期间执行其他任务 
std::cout << "Main Task Finished" << std::endl;

//等待异步任务完成 
int r = result.get();

//输出异步任务结果 
std::cout << "Result is " << r << std::endl;

}

值得注意的是，當在主執行緒中等待非同步任務完成時，主執行緒將會受到阻塞。因此，我們可以使用std::future_status枚舉類型中的一項，即std::future_status::ready，以檢測非同步任務是否已完成，如下所示：

//檢測非同步任務是否完成
if (result.wait_for(std::chrono::seconds(0)) == std::future_status::ready) {

//异步任务已完成

}

#另外，我們也可以使用std::promise和std::future一起使用，以滿足更多細粒度的非同步程式需求。例如，在多執行緒程式設計中，我們可能需要等待一個執行緒完成後再執行其他任務，此時，我們可以使用std::promise和std::future來實現訊號量（Semaphore）機制：

//包含頭檔

include

include

include

include

//非同步任務
void foo(std::promise& p) {

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); //模拟长时间的任务
p.set_value(); //使用set_value()将结果返回给主线程 

}

//主函數
int main () {

//创建promise对象 
std::promise<void> p; 

//获取future对象 
std::future<void> f = p.get_future();

//在单独的线程中运行异步任务 
std::thread t(foo, std::ref(p));

//在此期间执行其他任务
std::cout << "Main Task Started" << std::endl;

//等待异步任务完成 
f.wait();

//输出结果 
std::cout << "Main Task Finished" << std::endl;

//等待异步线程完成 
t.join();

}

在本範例中，我們使用了std::promise，將一個訊號量值（即void）傳送給非同步線程，非同步線程完成任務後，使用set_value()函數將信號量值傳回給主執行緒。主線程需要等待非同步線程完成後才能繼續執行。

總結

非同步程式設計是C 程式設計中一個重要的技巧，它可以提高程式的整體效能和並發度。在本文中，我們介紹了C 中非同步程式設計的基本原理，並展示了幾個相關的範例程式碼。如果您希望提高程式的效能或需要進行多執行緒編程，那麼非同步編程技巧是您需要掌握的核心技術之一。

以上是C++中的非同步程式技巧的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！