std::future和std::promise用于线程间异步通信，promise通过set_value设置结果，future通过get获取结果，二者共享状态实现数据传递；示例中producer线程计算后设置值，consumer线程阻塞等待并获取结果，支持异常传递，适用于一对一异步任务协作场景。

在c++中，std::future 和 std::promise 是用于实现异步通信的重要工具。它们配合使用可以实现一个线程产生结果，另一个线程获取该结果，而无需显式使用互斥量或条件变量来同步数据。

基本概念：future 与 promise 的关系

std::promise 是一个“承诺”，它允许你在某个时刻设置一个值或异常；std::future 是与之关联的“未来可取的结果”。通过调用 promise 的 get_future() 方法可以获得对应的 future 对象。当一个线程设置了 promise 的值后，另一个线程就可以通过 future 来获取这个值。

简单来说：
– promise 提供写入接口（set_value）
– future 提供读取接口（get）
两者通过内部共享状态连接，实现跨线程传递结果。

基本使用步骤

使用 std::future 和 std::promise 配合的一般流程如下：

• 创建一个 std::promise 对象
• 从 promise 获取一个 std::future 对象
• 将 promise 移动到生产者线程中（比如通过 Lambda 或函数参数）
• 消费者线程持有 future，等待并获取结果
• 生产者线程完成任务后，调用 promise.set_value() 设置结果
• 消费者线程调用 future.get() 获取结果（阻塞直到结果可用）

实例代码演示

下面是一个完整的例子，展示两个线程之间如何通过 future 和 promise 传递整数结果：

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 #include <iostream> #include <thread> #include <future> #include <chrono> <p>void producer(std::promise<int>&& prms) { std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 模拟耗时操作 int result = 42; std::cout << "Producer: 计算完成，结果为 " << result << "n"; prms.set_value(result);  // 设置结果 }</p><p>void consumer(std::future<int>& fut) { std::cout << "Consumer: 等待结果...n"; int value = fut.get();  // 阻塞等待结果 std::cout << "Consumer: 收到结果 " << value << "n"; }</p><p>int main() { std::promise<int> prom; std::future<int> fut = prom.get_future();</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>std::thread t1(producer, std::move(prom)); std::thread t2(consumer, std::ref(fut));  t1.join(); t2.join();  return 0;

}

输出可能为：
Consumer: 等待结果…
Producer: 计算完成，结果为 42
Consumer: 收到结果 42

说明 consumer 在 get() 处阻塞，直到 producer 调用 set_value 后才继续执行。

异常传递与错误处理

除了正常值，promise 还能传递异常。例如，如果计算过程中抛出异常，可以用 set_exception 保存异常状态：

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WeLM不是一个直接的对话机器人，而是一个补全用户输入信息的生成模型。

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 void faulty_producer(std::promise<double>&& prms) {     try {         throw std::runtime_error("计算失败！");     } catch (...) {         prms.set_exception(std::current_exception());     } } <p>int main() { std::promise<double> prom; std::future<double> fut = prom.get_future();</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>std::thread t(faulty_producer, std::move(prom));  try {     double val = fut.get();  // 会重新抛出异常 } catch (const std::exception& e) {     std::cout << "捕获异常: " << e.what() << "n"; }  t.join(); return 0;

}

这使得 future.get() 不仅能获取值，还能安全地传播异常，便于集中错误处理。

应用场景与注意事项

这种机制常用于：

• 异步任务返回结果
• 模拟回调机制
• 简化线程间数据传递逻辑

注意点：

• 每个 promise 只能 set_value 或 set_exception 一次，多次调用会导致程序终止
• 必须确保 promise 被移动或正确传递，避免拷贝（promise 不可拷贝）
• 如果不设置值且 future 调用了 get()，程序会一直阻塞
• 即使未调用 get()，set_value 的资源仍会被释放

基本上就这些。std::future 和 std::promise 提供了一种简洁、安全的异步通信方式，特别适合一对一的线程协作场景。