Programmation concurrente C++ : Comment implémenter un modèle de programmation asynchrone efficace ?

La programmation asynchrone améliore la réactivité et peut être implémentée en C++ via : Coroutines : tâches collaboratives légères, créées et gérées à l'aide de bibliothèques de coroutines telles que Folly. Future : représente le résultat d'une opération asynchrone, créée et gérée à l'aide de la bibliothèque Future (telle que std::future). Modèle non bloquant : les coroutines et Future sont combinées pour obtenir des solutions non bloquantes. En utilisant Future pour représenter les résultats des opérations asynchrones, le thread appelant ne peut pas être bloqué.

Programmation simultanée C++ : implémentation d'un modèle de programmation asynchrone efficace

Dans le développement de logiciels modernes, la programmation asynchrone est devenue cruciale car elle améliore la réactivité, le débit et l'utilisation des ressources. Cet article expliquera comment utiliser les coroutines et Future pour implémenter un modèle de programmation asynchrone efficace en C++.

Coroutine : tâches collaboratives légères

Coroutine est un thread léger en mode utilisateur qui permet d'exécuter plusieurs tâches simultanément dans le même thread. Les coroutines transfèrent le contrôle au planificateur en suspendant explicitement les opérations, évitant ainsi une surcharge coûteuse de changement de contexte.

En C++, vous pouvez utiliser des bibliothèques de coroutines (telles que Folly) pour créer et gérer des coroutines. Voici un exemple de création d'une coroutine à l'aide de Folly :

folly::coro::Task<> task = folly::coro::makeTask([]() -> folly::coro::Task<void> {
  // 协程执行体
});

Future : le résultat d'une opération asynchrone

Future est un type qui représente le résultat d'une opération asynchrone. Il permet d'accéder aux résultats et de les attendre sans bloquer le thread appelant.

En C++, vous pouvez utiliser les bibliothèques Future (telles que std::future ou Folly::Future) pour créer et gérer des Futures. Voici un exemple d'utilisation de std::future pour créer un Future :

std::future<int> future = std::async(std::launch::async, []() {
  // 执行异步操作
  return 42;
});

Modèle de programmation asynchrone : cas pratique

Voyons maintenant comment combiner les coroutines et Future pour créer un modèle de programmation asynchrone efficace.

Considérez le cas d'utilisation suivant : nous devons extraire des données d'une base de données, puis les envoyer à un serveur distant. Les méthodes traditionnelles bloqueront le thread appelant, entraînant une dégradation des performances.

En utilisant les coroutines et Future, nous pouvons implémenter une solution non bloquante :

folly::coro::Task<> task = folly::coro::makeTask([&]() -> folly::coro::Task<void> {
  auto data = co_await getDataFromDB();
  co_await sendDataToRemoteServer(data);
});

Dans ce modèle, getDataFromDB et sendDataToRemoteServer sont des fonctions de coroutine pour représenter les résultats. d'opérations asynchrones. Le thread appelant démarrera la tâche coroutine et pourra ensuite continuer à effectuer d'autres tâches, tandis que la tâche coroutine s'exécutera en arrière-plan. getDataFromDB 和 sendDataToRemoteServer 是协程函数，它们使用 Future 来表示异步操作的结果。调用线程将启动协程任务，然后可以继续执行其他任务，而协程任务将在后台执行。

当异步操作完成后，协程任务将恢复执行并更新 Future 的结果。调用线程可以通过调用 Future 的 get()

Lorsque l'opération asynchrone est terminée, la tâche coroutine reprendra l'exécution et mettra à jour le résultat du Future. Le thread appelant peut obtenir le résultat en appelant la méthode get() de Future.

Conclusion

En utilisant des coroutines et des Futures, nous pouvons implémenter un modèle de programmation asynchrone efficace, qui peut améliorer la réactivité, le débit et l'utilisation des ressources. Les exemples pratiques présentés dans cet article montrent comment utiliser les coroutines et Futures pour résoudre des problèmes du monde réel et fournissent un modèle pour l'écriture d'applications simultanées efficaces et évolutives. 🎜

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