C++11: std::packaged_task

class std::packaged_task被用来同时存储callable object，以及该callable object的返回值（也多是个异常).

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

int main()
{
	std::packaged_task<int(const int&)> t1; //空的packaged_task即没有shared state,也没有callable object.
	std::packaged_task<int(const int&)> t2([](const int& number) { return 10; }); //构造函数，运行时候构建一个shared state,而且存储一个callable object进去.
	t1 = std::move(t2); //移动赋值运算符.这样一来t2中的shared state和callable object都转移到了t1中，t2不可再使用.

	std::future<int> result = t1.get_future();
	std::thread t3(std::move(t1), 20); //此时t1处于无效状态.

	t3.detach(); //t3成为一个独立的线程.

	int value = result.get(); //若是t3内的callable object尚未执行完成，那么会阻塞调用result.get()的线程直到t3类的callable object调用完成.
	std::cout << "result: " << value << std::endl;

	return 0;

}

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std::packaged_task构造函数:

packaged_task() noexcept;

template <class Fn>
  explicit packaged_task (Fn&& fn);

template <class Fn, class Alloc>
  explicit packaged_task (allocator_arg_t aa, const Alloc& alloc, Fn&& fn);

packaged_task (const packaged_task&) = delete; //不支持拷贝.

packaged_task (packaged_task&& x) noexcept;

1，默认构造函数构建一个std::packaged_task对象，即没有shared state，也没有callable object.

2，显式构造函数接受一个callable object初始化std::packaged_task。同时建立一个not ready的shared state.

3，被删除了的copy-constructor.

4，移动构造函数,被移动的对象再也不可用，且当前对象得到被移动对象的callable object和shared state.

std::packaged_task::get_future

该函数返回一个std::future对象且该std::future与当前std::packaged_task共同使用同一个shared state.这样也就意味着，若是咱们对被返回出来的std::future调用get(),wait()等，若是std::packaged_task中的callable object未执行完成（也就是shared state还处于not ready状态），这样就会阻塞当前正在调用get()或者wait()的线程.

future<Ret> get_future();

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

int function(const int& number)
{
	return number * 3;
}

int main()
{
	std::packaged_task<int(const int&)> t1(function);
	std::future<int> result = t1.get_future(); //此时result 和 t1共享shared state.

	std::thread t2(std::move(t1), 20); //t1被移动变成不可用状态.
	t2.detach();

	int value = result.get(); //这里调用get()，若是t2未执行完成（也就是shared state处于not ready状态),会block当前调用get()的线程（这里是main线程).

	std::cout << "value: " << value << std::endl;


	return 0;


}

std::packaged_task::make_ready_at_thread_exit

调用当前std::packaged_task中的callable object以一个独立的线程运行该callable object,并转发参数进去callable object,可是callable object调用完成后并非当即把该std::packaged_task中的shared state设置为ready,而是直到该线程彻底结束的时候才设为ready.

void make_ready_at_thread_exit (args... args);

std::packaged_task::operator=

该std::packaged_task对象的拷贝赋值运算被删除了，也就是说std::packaged_task对象不能被拷贝.

可是能够被移动，被移动的std::packaged_task的shared state和callable object被移动当前std::packaged_task.被移动对象变成不可用的状态.

packaged_task& operator= (packaged_task&& rhs) noexcept;

packaged_task& operator= (const packaged_task&) = delete;//拷贝构造函数被删除了.

std::packaged_task::operator()

调用当前对象内的callable object,并转发参数进去(不过须要注意的是若是咱们经过operator()调用callable object并非并行的):

1，若是当前std::packaged_task中的callable object执行完成，则callable object的返回值被存储到当前std::packaged_task的shared state中，且将该shared state的状态设置为ready.

2，若是当前的std::packaged_task中的callable object在执行过程当中抛出了异常，那么该异常会被捕获，也被存储在shared state中，而且该shared state被设置为ready.

#include <iostream>
#include <thread>
#include <future>
#include <string>
#include <utility>

class Object {
private:
	int number;

public:
	Object();
	~Object() = default;
	int& operator()(const int& number)noexcept;
};

Object::Object()
	:number(1)
{
	//
}

int& Object::operator()(const int& number)noexcept
{
	this->number = 20 * number;

	std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
	return (this->number);
}

class MyObject {
private:
	int number;

public:
	inline MyObject():number(1){}
	~MyObject() = default;
	int getNumber(const int& num)noexcept
	{
		return (this->number * num);
	}
};


int function(const int& number)
{
	return number * 3;
}

int main()
{
	//callable object case 1:
	std::packaged_task<int(const int&)> t1(function);
	std::future<int> result = t1.get_future(); //此时result 和 t1共享shared state.
	std::thread t2(std::move(t1), 20); //t1被移动变成不可用状态.
	t2.detach();
	int value = result.get(); //这里调用get()，若是t2未执行完成（也就是shared state处于not ready状态),会block当前调用get()的线程（这里是main线程).
	std::cout << "value: " << value << std::endl;

	//callable object case 2:
	try {
		Object object;
		std::packaged_task<int& (const int&)noexcept> t3(object);
		std::future<int&> result1 = t3.get_future();
		//t3(20); //调用callable object可是并不会并行调用.
		std::thread t4(std::move(t3), 20);
		t4.detach();
		std::cout << " test " << std::endl;
		int value1 = result1.get();
		std::cout << "value1: " << value1 << std::endl;

	}catch (const std::exception& e) {
		std::cerr << "exception!" << std::endl;
	}


	//callable object case 3:
	MyObject myObject;
	std::function<int(const int&)> memberFunction = std::bind(&MyObject::getNumber, &myObject, std::placeholders::_1);

	std::packaged_task<int(const int&)> t5(memberFunction);
	std::future<int> result2 = t5.get_future();
	std::thread t6(std::move(t5), 20);
	t6.detach();
	int value2 = result2.get();

	std::cout << "value2: " << value2 << std::endl;
	return 0;
}

std::packaged_task::reset

当咱们执行完了callable object（不管是经过当前std::packaged_task的operator()，仍是经过std::thread),当前std::packaged_task对象内的shared state都被设置为了ready,这样也就形成了咱们经过调用当前std::packaged_task对象的get_future()函数得到的std::future只能get()一次，

那么咱们想要再次执行该callable object怎么办呢？这个时候就须要调用当前std::packaged_task对象的reset()函数了给当前std::packaged_task对象建立一个新的shared state且处于not ready状态.

void reset();

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

int getNumber(const int& number)
{
	return number * 20;
}

int main()
{
	std::packaged_task<int(const int&)> package(getNumber);

	std::future<int> result = package.get_future();
	package(20);
	int value = result.get();
	std::cout << "value(now shared state is ready): " << value << std::endl;

	std::cout << "reset the shared state." << std::endl;
	package.reset();
	std::future<int> result2 = package.get_future();
	std::thread t2(std::move(package), 40); //注意这里用了std::move(),package对象会再也不可用.
	t2.detach();
	int value2 = result2.get();
	std::cout << " value2(now share state is again ready): " << value2 << std::endl;

	return 0;
}