VisualStudio11下的C++异步编程1

微软已经在VS10中加入了Concurrency Runtime namespace来支持C++的异步编程，笔者认为异步编程在是现代编程语言的一个发展方向。在此总结一些异步编程的基本概念和语法，希望能给大家理解异步编程带来一些方便。

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首先，异步编程的基本单位是task class。我们把想要执行异步操作的函数放入task 里面，通过协调这些task的关系，来实现基于函数的异步操作。这种方式相对于传统的基于线程池的异步调用，开发者不需要关心底层的线程如何分配，资源如何同步，是否有死锁的存在。这样，开发者会更专注于代码的逻辑，进而提高编程的效率。

task 是一个模板类，T是函数返回值的类型，比如task t([](){return 1;})，或者函数返回值为空task t([](){return;})。task的构造函数传入参数可以是lambda表达式。我们声明了一个task之后，通过调用wait()方法去执行他，对于有返回值的task，我们调用.get()方法去取得他的返回值。下面是一个简单的例子

 
 
 
    
  
  
  
  1. #include  
    2. 
  
  
  
  2. #include  
    3. 
  
  
  
  3. using namespace Concurrency; 
    4. 
  
  
  
  4. using namespace std; 
    5. 
  
  
  
  5. int wmain() 
    6. 
  
  
  
  6. { 
    7. 
  
  
  
  7.     task t([]() { 
    8. 
  
  
  
  8.         return 42; 
    9. 
  
  
  
  9.     }); 
    10. 
  
  
  
  10. 
  
  
  
  11.     t.wait(); 
    12. 
  
  
  
  12.     wcout << t.get() << endl; 
    13. 
  
  
  
  13. }
    14.

我们可以用.then()的方法去指定一个连续的任务，就是在前一个task完成之后立刻执行.then()里面的函数。这个函数要求接受前一个任务返回的结果。比如前一个任务中函数返回的是int 那么在.then()的函数里面就要指定传入参数为int的lambda表达式()[int res]{ res++;}。.then()方法只要求传入参数和上一个任务相同，而返回值可以不同。比如下面的代码，第一个task返回int，在第一个then中返回void，然后返回int，最后返回void。这里要注意的是，在最后一个then()中调用wait，而不是t.wait()，否则第一个.then 不会执行。

 
 
 
    
  
  
  
  1. task t([]() { 
    2. 
  
  
  
  2.     return 42; 
    3. 
  
  
  
  3. }); 
    4. 
  
  
  
  4. 
  
  
  
  5. t.then([](int res){wcout<<"Hello";}).then([](){return 1;}).then([](int res){wcout<
  
  
  
  6. wcout << t.get() << endl;
    7.

这段代码展示的是如何嵌套task，注意这里的返回值虽然是task，但是外面的task的参数依然是int，这两个参数要保持一致。

 
 
 
    
  
  
  
  1. task t([]() {  
    2. 
  
  
  
  2.     wcout << L"Task A" << endl; 
    3. 
  
  
  
  3. 
  
  
  
  4.     // Create an inner task that runs before any continuation 
    5. 
  
  
  
  5.     // of the outer task. 
    6. 
  
  
  
  6.     return task([]() { 
    7. 
  
  
  
  7.         wcout << L"Task B" << endl; 
    8. 
  
  
  
  8.         return 1; 
    9. 
  
  
  
  9.     }); 
    10. 
  
  
  
  10. });
    11.

 一组task的执行，我们可以把一组task放入到容器里，然后通过when_all()，这个函数去执行他们，when_all传入参数是容器迭代器的开始和结束。这里要求容器里面的task的返回值必须相同。这是没有返回值的例子

 
 
 
    
  
  
  
  1.  // Start multiple tasks. 
    2. 
  
  
  
  2. array, 3> tasks = { 
    3. 
  
  
  
  3.     task([] { wcout << "Hello from taskA." << endl; }), 
    4. 
  
  
  
  4.     task([] { wcout << "Hello from taskB." << endl; }), 
    5. 
  
  
  
  5.     task([] { wcout << "Hello from taskC." << endl; }) 
    6. 
  
  
  
  6. }; 
    7. 
  
  
  
  7. auto joinTask = when_all(tasks.begin(), tasks.end()); 
    8. 
  
  
  
  8. // Print a message from the joining thread. 
    9. 
  
  
  
  9. wcout << "Hello from the joining thread." << endl; 
    10. 
  
  
  
  10. // Wait for the tasks to finish. 
    11. 
  
  
  
  11. joinTask.wait();
    12.

这是有返回值的例子，注意when_all().then 的传入参数是vector

 
 
 
    
  
  
  
  1. // Start multiple tasks. 
    2. 
  
  
  
  2. array, 3> tasks = { 
    3. 
  
  
  
  3.     task([] { return 88; }), 
    4. 
  
  
  
  4.     task([] { return 42; }), 
    5. 
  
  
  
  5.     task([] { return 99; }) 
    6. 
  
  
  
  6. }; 
    7. 
  
  
  
  7. 
  
  
  
  8. auto joinTask = when_all(tasks.begin(), tasks.end()) 
    9. 
  
  
  
  9.                 .then([](vector results) 
    10. 
  
  
  
  10.     { 
    11. 
  
  
  
  11.         wcout << "The sum is "  
    12. 
  
  
  
  12.               << accumulate(results.begin(), results.end(), 0) 
    13. 
  
  
  
  13.               << L'.' << endl; 
    14. 
  
  
  
  14.     }); 
    15. 
  
  
  
  15. 
  
  
  
  16. // Print a message from the joining thread. 
    17. 
  
  
  
  17. wcout << "Hello from the joining thread." << endl; 
    18. 
  
  
  
  18. 
  
  
  
  19. // Wait for the tasks to finish. 
    20. 
  
  
  
  20. joinTask.wait();
    21.

when_all().wait()是当容器里面所有的task都被执行后，才继续向下执行。而when_any().wait()就是当容器里第一个task完成之后，就继续向下执行。和when_all 一样，when_any 要求task的返回值相同 。但是，when_any().then()的传入参数是pair pair.first 是task的返回值，pair.second是已经完成的task的序号。

 
 
 
    
  
  
  
  1. // Start multiple tasks. 
    2. 
  
  
  
  2. array, 3> tasks = { 
    3. 
  
  
  
  3.     task([] { return 88; }), 
    4. 
  
  
  
  4.     task([] { return 42; }), 
    5. 
  
  
  
  5.     task([] { return 99; }) 
    6. 
  
  
  
  6. }; 
    7. 
  
  
  
  7. 
  
  
  
  8. // Select the first to finish. 
    9. 
  
  
  
  9. when_any(tasks.begin(), tasks.end()) 
    10. 
  
  
  
  10.     .then([](pair result) 
    11. 
  
  
  
  11.     { 
    12. 
  
  
  
  12.         wcout << "First task to finish returns "
    13. 
  
  
  
  13.               << result.first 
    14. 
  
  
  
  14.               << L" and has index "
    15. 
  
  
  
  15.               << result.second 
    16. 
  
  
  
  16.               << L'.' << endl; 
    17. 
  
  
  
  17.     }).wait();   
    18.

这篇文章是这个系列的第一篇，旨在向大家介绍一些基本的概念和用法。我会在接下来的系列中，给大家展示一些更深层次的东西。

引用自：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/apps/dd492427(v=vs.110).aspx

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