如何進行C 程式碼的非同步程式設計？
在軟體開發領域，非同步程式設計（Asynchronous Programming）成為了必備技能之一。它可以更好地平衡CPU密集型操作和IO密集型操作的效能，使程式碼並發或並行執行，進而提高了程式的回應速度和整體效能。目前，非同步程式設計在許多平台和程式語言中都被廣泛應用。 C 語言作為一種高效能的程式語言，其非同步程式模式在許多專案中也被廣泛使用了。本文將介紹C 語言的非同步程式設計方法，希望對大家掌握非同步程式設計有所幫助。
C 11的非同步程式設計方法
C 11標準引進了std::async以進行非同步程式設計。 std::async函數用來開啟一個新的線程，並傳回一個std::future對象，表示非同步計算的結果。函數定義如下：
template< class Function, class... Args > future<typename result_of<Function(Args...)>::type> async( launch policy, Function&& f, Args&&... args );
其中，參數policy是啟動策略，可選項有std::launch::async和std::launch::deferred，前者表示立即啟動非同步計算，後者表示延遲啟動非同步計算；參數f是要執行的函數或函數物件；參數args是函數或函數物件的參數。
使用std::async進行非同步程式設計的範例程式碼如下：
#include <iostream>
#include <future>
#include <chrono>
#include <thread>
using namespace std;
int async_func(int x, int y)
{
cout << "async_func start." << endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
cout << "async_func end." << endl;
return x + y;
}
int main()
{
std::future<int> result = std::async(std::launch::async, async_func, 1, 2);
cout << "main func start." << endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
cout << "main func end." << endl;
int res = result.get();
cout << "result: " << res << endl;
return 0;
}程式碼中，我們使用std::async開啟了一個非同步計算線程，非同步執行了async_func函數，參數x和y的值分別傳入為1和2，最終回傳計算結果。在主執行緒中，我們先暫停了2秒，等非同步計算執行緒運行結束後，取得計算結果並列印出來。
透過執行上述程式碼，輸出結果如下：
async_func start. main func start. async_func end. main func end. result: 3
從輸出結果可以看出，在非同步計算的過程中，主執行緒並不會阻塞，而是繼續執行後續的程式碼。另外，需要注意的是，如果在非同步計算的過程中，程式拋出異常，如果不對異常進行處理，會導致程式崩潰。
C 的定時器非同步程式設計方法
除了使用std::async進行非同步編程，C 還提供了其他一些非同步編程的方法，例如使用系統的定時器進行非同步編程。定時器是作業系統中常見的一種機制，用於定時觸發某個事件或執行某個任務。在C 中，我們可以使用std::chrono和std::thread庫中的相關函數，實作定時器非同步編程，如下所示：
#include <iostream>
#include <chrono>
#include <thread>
void timer_func()
{
std::cout << "timer func called." << std::endl;
}
int main()
{
int delay_time = 200;
std::chrono::milliseconds delay(delay_time);
while(true)
{
std::cout << "wait for " << delay_time << " milliseconds." << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(delay);
timer_func();
}
return 0;
}該範例程式中，我們使用std::this_thread ::sleep_for函數，模擬了一個20毫秒的延遲，並在延遲結束後，觸發了timer_func函數，實現了定時器非同步程式設計。透過運行以上程式碼，可以在終端機中不停地列印出等待的時間，並週期性地輸出「timer func called.」。
要注意的是，定時器的精確度和效能很容易受到各種因素的影響，如作業系統負載、系統時間精度等等。因此，在實際應用中，如果有具體的即時性要求，需要進行一些最佳化和調整。
結語
非同步程式設計已經成為了軟體開發中必備的技能之一。在C 語言中，我們可以使用std::async和系統定時器等機制實現非同步程式設計。在實際編程中，使用非同步程式設計可以更好地利用多核心CPU，提高程式碼的並行或並發效能，減少程式碼的回應時間。這裡本文只介紹了非同步程式設計的基礎知識，實際的應用需要配合多執行緒機制、執行緒同步機制等技術來完成。在實際應用中需要對相關技術有一些深入的了解和掌握，以避免程式錯誤和效能問題。
以上是如何進行C++程式碼的非同步程式設計?的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！
