首先，我想为这篇冗长的帖子道歉。我想尽可能彻底。

我已经在这个问题上停留了几天了，令人惊讶的是关于正确使用 boost::packaged_task 的信息很少。在具有输入参数的函数上。

系统信息

• C++03
• boost 1.54.0
• CMake 2.8.9

初始要求

1. 我有一个由客户端、服务器和设备组成的设置。
2. 客户端通过向服务器发送请求来与设备交互。
   • 这些请求被检查并路由到适当的设备。
   • 请求是异步处理的，偶尔会通过 boost::asio::io_service::strand 排队由于各种原因。
3. 请求被放入设备本身的本地队列中。
   • 当请求被确认(不一定完成)时，它会被分配一个 ID，并返回给客户端。

打包任务

看完boost::futures我们决定boost::packaged_task会做我们需要的。但是，打包任务的执行似乎存在错误。

packaged_task 似乎有几个不同的模板可供选择:

1. packaged_task<R>
2. packaged_task<R()>
3. packaged_task<R(ArgTypes)>
4. 我可能遗漏的其他内容。

为确保我正确使用该功能，我从简单开始；使用 boost::futures 页面上的简单示例作为起点。从那里，我创建了四个简单的函数:

• int 返回，无参数。
• int 返回，带参数。
• std::string返回，无参数。
• std::string返回，带参数。

测试函数

std::string ans("forty two");

int int_no_params()
{
    return 42;
}

int int_with_params(int param)
{
    return param;
}

std::string string_no_params()
{
    return std::string("forty two");
}

std::string string_with_params(std::string & param) // Have tried both with and without '&'
{
    return param;
}

示例 1:

int function(void)

    //! Compiles and produces correct result.  
    {
        boost::packaged_task<int()> example(int_no_params);
        boost::future<int> f = example.get_future();
        boost::thread task(boost::move(example));
        int answer = f.get();
        std::cout << "Answer to life and whatnot, in English: " << answer << std::endl;
        task.join();
    }

示例 2:

std::string function(void)

    //! Compiles and produces correct result.
    {
        boost::packaged_task<std::string()> example(string_no_params);
        boost::future<std::string> f = example.get_future();
        boost::thread task(boost::move(example));
        std::string answer = f.get();
        std::cout << "string_no_params: " << answer << std::endl;
        task.join();
    }

示例 3:

std::string(std::string& param)无线程

//! Doesn't compile.
//! error: variable ‘boost::packaged_task<std::basic_string<char>(std::basic_string<char>&)> example’ has initializer but incomplete type

{
    boost::packaged_task<std::string(std::string&)> example(string_with_params);
    boost::future<std::string> f = example.get_future();
    example(ans);
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
}

示例 4:

使用 boost::threading

//! Doesn't compile.
//! error: variable ‘boost::packaged_task<std::basic_string<char>(std::basic_string<char>&)> example’ has initializer but incomplete type
{
    boost::packaged_task<std::string(std::string&)> example(string_with_params);
    boost::future<std::string> f = example.get_future();
    boost::thread task(boost::move(example), ans);
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
}

示例 5:

在 packaged_task 声明中使用扩展初始化器

//! Doesn't compile in C++03, C++11 only.
//! error: extended initializer lists only available with -std=c++11 or -std=gnu++11 [-Werror]
{
    boost::packaged_task<std::string(std::string&)> example
    { boost::bind(&string_with_params, ans) };
    boost::future<std::string> f = example.get_future();
    boost::thread task(boost::move(example), ans);
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
}

示例 6:

线程化，使用shared_ptr

以下使用 typedef boost::packaged_task<std::string(std::string&)> task_t;

由于打包任务无法复制，绑定(bind)shared_ptr<T>::operator()至 task找到了建议的解决方案 here .

// error: invalid use of incomplete type ‘class boost::packaged_task<std::basic_string<char>(std::basic_string<char>&)>’
// error: incomplete type ‘task_t {aka boost::packaged_task<std::basic_string<char>(std::basic_string<char>&)>}’ used in nested name specifier
// boost/thread/future.hpp:1320:11: error: declaration of ‘class boost::packaged_task<std::basic_string<char>(std::basic_string<char>&)>’
{
    boost::shared_ptr<task_t> example = boost::make_shared<task_t>(boost::bind(&string_with_params, ans));
    boost::future<std::string> f = example->get_future();
    boost::thread task(boost::bind(&task_t::operator(), example));
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
}

示例 7:

使用boost::asio::io_service和 boost::bind

//错误:不完整类型‘class boost::packaged_task(std::basic_string&)>’的无效使用 //错误:在嵌套名称说明符中使用了不完整的类型‘task_t {aka boost::packaged_task(std::basic_string&)>}’ //boost/thread/future.hpp:1320:11: 错误:‘class boost::packaged_task(std::basic_string&)>’的声明

{
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::thread_group threads;
    boost::asio::io_service::work work(io_service);

    for (int i = 0; i < 3; ++i)
    {
        threads.create_thread(boost::bind(&boost::asio::io_service::run,
            &io_service));
    }

    boost::shared_ptr<task_t> example = boost::make_shared<task_t>(boost::bind(&string_with_params, ans));
    boost::future<std::string> f = example->get_future();
    io_service.post(boost::bind(&task_t::operator(), example));
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    threads.join_all();
}

我在这里做错了什么吗？我觉得我已经对此进行了详尽的测试，但没有取得任何进展。我已经尝试了绑定(bind)、线程和任务的所有其他组合来使它正常工作，但它根本没有发生。感谢您提供的任何帮助。

作为最后的说明:

我有一个使用 futures 和 promises 的可行解决方案，通过使用私有(private)函数发布到我的线程，我返回了一个有效的 future。这个问题似乎不一定是用户错误。

感谢阅读。

最佳答案

虽然我找不到文档中明确指出的限制，但 change history注意到为 Boost.Thread 的 packaged_task 提供参数类型的能力是为了符合 C++11:

C++11 compliance: Add ArgTypes to packaged_task template. Provided when BOOST_THREAD_PROVIDES_SIGNATURE_PACKAGED_TASK is defined (Default value from Boost 1.55).

相关ticket指出当可变参数模板不可用时，将仅提供签名 R()。

由于 C++03 缺少可变参数模板，示例 3-7 将失败。此外，示例 6 和示例 7 存在类型不匹配。虽然 task_t 将其函数类型指定为 std::string(std::string&)，但第一个也是唯一一个参数在 boost::bind() 期间绑定(bind)到仿函数。由于生成的仿函数不需要更多参数，因此提供给 packaged_task 的函数类型应该是 std::string()。

虽然 packaged_task 不支持 C++03 中的参数，但一个中间解决方案是创建一个包含较低级别 boost::promise 的仿函数类型.如果不支持可变参数模板和完美转发，将会有很多用于 operator() 重载的样板代码。尽管如此，下面是一个忽略 promise 和 future 之间的异常处理的基本示例仿函数:

/// @brief basic_task to support function types with arguments.  This
///        provides a minimal feature workaround to Boost.Thread's
///        packaged_task not supporting argument types for C++03.
template <typename Fn>
class basic_task
{
public:
  // @brief The type the future will return.
  typedef typename boost::function_types::result_type<Fn>::type result_type;

  typedef boost::promise<result_type> promise_type;

  /// @brief Constructor.
  template <typename F> 
  explicit basic_task(const F& f)
    : fn_(f),
      promise_(boost::make_shared<promise_type>())
  {}

  // Overload operator() functions.

  void operator()()
  {
    promise_->set_value(fn_());
  }

  template <typename A1>
  void operator()(const A1& a1)
  {
    promise_->set_value(fn_(a1));
  }

  template <typename A1>
  void operator()(A1& a1)
  {
    promise_->set_value(fn_(a1));
  }

  /// @brief Get a future for this task' promise.
  boost::unique_future<result_type>
  get_future()
  {
    return promise_->get_future();
  }

private:
  boost::function<Fn> fn_;
  boost::shared_ptr<promise_type> promise_;
};

完整的系列示例:

#include <iostream>
#include <string>

#define BOOST_THREAD_PROVIDES_SIGNATURE_PACKAGED_TASK

#include <boost/asio.hpp>
#include <boost/function_types/result_type.hpp>
#include <boost/make_shared.hpp>
#include <boost/thread.hpp>

/// @brief basic_task to support function types with arguments.  This
///        provides a minimal feature workaround to Boost.Thread's
///        packaged_task not supporting argument types for C++03.
template <typename Fn>
class basic_task
{
public:
  // @brief The type the future will return.
  typedef typename boost::function_types::result_type<Fn>::type result_type;

  typedef boost::promise<result_type> promise_type;

  /// @brief Constructor.
  template <typename F> 
  explicit basic_task(const F& f)
    : fn_(f),
      promise_(boost::make_shared<promise_type>())
  {}

  // Overload operator() functions.

  void operator()()
  {
    promise_->set_value(fn_());
  }

  template <typename A1>
  void operator()(const A1& a1)
  {
    promise_->set_value(fn_(a1));
  }

  template <typename A1>
  void operator()(A1& a1)
  {
    promise_->set_value(fn_(a1));
  }

  /// @brief Get a future for this task' promise.
  boost::unique_future<result_type>
  get_future()
  {
    return promise_->get_future();
  }

private:
  boost::function<Fn> fn_;
  boost::shared_ptr<promise_type> promise_;
};

std::string ans("forty two");

int int_no_params()
{
  return 42;
}

int int_with_params(int param)
{
  return param;
}

std::string string_no_params()
{
  return std::string("forty two");
}

std::string string_with_params(std::string & param)
{
  return param;
}

int main()
{
  // example 1
  {
    boost::packaged_task<int()> example(&int_no_params);
    boost::unique_future<int> f = example.get_future();
    boost::thread task(boost::move(example));
    int answer = f.get();
    std::cout << "Answer to life and whatnot, in English: "
              << answer << std::endl;
    task.join();
  }

  // example 2
  {
    boost::packaged_task<std::string()> example(&string_no_params);
    boost::unique_future<std::string> f = example.get_future();
    boost::thread task(boost::move(example));
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_no_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
  }

  // example 3
  {
    basic_task<std::string(std::string&)> example(&string_with_params);
    boost::unique_future<std::string> f = example.get_future();
    example(ans);
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
  }

  // example 4
  {
    basic_task<std::string(std::string&)> example(&string_with_params);
    boost::unique_future<std::string> f = example.get_future();
    boost::thread task(boost::move(example), ans);
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
  }

  // example 5
  {
    basic_task<std::string(std::string&)>
        example(boost::bind(&string_with_params, ans));
    boost::unique_future<std::string> f = example.get_future();
    boost::thread task(boost::move(example), ans);
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
  }

  // example 6
  {
    typedef boost::packaged_task<std::string()> task_t;
    boost::shared_ptr<task_t> example =
        boost::make_shared<task_t>(boost::bind(&string_with_params, ans));
    boost::unique_future<std::string> f = example->get_future();
    boost::thread task(boost::bind(&task_t::operator(), example));
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    task.join();
  }

  // example 7
  {
    boost::asio::io_service io_service;
    boost::thread_group threads;
    boost::asio::io_service::work work(io_service);

    for (int i = 0; i < 3; ++i)
      threads.create_thread(
          boost::bind(&boost::asio::io_service::run, &io_service));

    typedef boost::packaged_task<std::string()> task_t;
    boost::shared_ptr<task_t> example =
        boost::make_shared<task_t>(boost::bind(&string_with_params, ans));
    boost::unique_future<std::string> f = example->get_future();
    io_service.post(boost::bind(&task_t::operator(), example));
    std::string answer = f.get();
    std::cout << "string_with_params: " << answer << std::endl;
    io_service.stop();
    threads.join_all();
  }
}

结果输出:

Answer to life and whatnot, in English: 42
string_no_params: forty two
string_with_params: forty two
string_with_params: forty two
string_with_params: forty two
string_with_params: forty two
string_with_params: forty two

关于c++ - 如何使用 boost::packaged_task、函数参数和 boost::asio::io_service？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/19572140/