C++11 future.wait_for() 总是返回 future_status::timeout答案

【问题标题】：C++11 future.wait_for() always returns future_status::timeoutC++11 future.wait_for() 总是返回 future_status::timeout
【发布时间】：2014-06-19 07:26:56
【问题描述】：

我有一个 C++11 程序来检查一个数字是否是素数。有一个程序等待准备好的未来对象。准备好后，程序会告诉未来对象的提供者函数是否认为该数是素数。

// future example
#include <iostream>       // std::cout
#include <future>         // std::async, std::future
#include <chrono>         // std::chrono::milliseconds


const int number = 4; // 444444443

// a non-optimized way of checking for prime numbers:
bool is_prime (int x) {
    for (int i=2; i<x; ++i) if (x%i==0) return false;
      return true;
    }

int main ()
{
    // call function asynchronously:
    std::future<bool> fut = std::async (is_prime, number); 

    // do something while waiting for function to set future:
    std::cout << "checking, please wait";
    std::chrono::milliseconds span (100);
    //std::chrono::duration<int> span (1);

    while (fut.wait_for(span)==std::future_status::timeout) {
        std::cout << '.';
        std::cout.flush();
    }

    bool x = fut.get();     // retrieve return value

    std::cout << "\n"<<number<<" " << (x?"is":"is not") << " prime.\n";

    return 0;
}

如果你运行程序，你会看到它处于一个无限的while循环中，因为wait_for()总是返回future_status::timeout，这意味着共享状态永远不会准备好。这是什么原因？我从http://www.cplusplus.com/reference/future/future/wait_for/ 获取了这个程序，所以我希望它能够工作。但是，如果我注释掉 while 循环，程序就可以正常工作了。

【问题讨论】：

因为它可能很重要（C++11 实现不一定完全稳定）：介意告诉我们您正在开发什么平台吗？
我在使用 Ubuntu 13.04 和 Cygwin 1.7.29 时得到了相同的行为。似乎问题在于我的编译器选择的默认启动策略是 std::launch::deferred 而不是 std::launch::async。
这显然是编译器中的一个错误，与延迟函数一样，wait_for 无论如何都应该返回future_status::deferred。
MSVC2013 也有这个错误。太棒了。
g++ 4.8.4有这个问题，升级到g++ 4.9.3，现在wait_for不等待，而是一直返回future_status::deferred

标签： c++ c++11 future compiler-bug

【解决方案1】：

代码正在运行：(g++ 4.9, clang 3.4) http://coliru.stacked-crooked.com/a/f3c2530c96591724

不过，我在使用 g++ 4.8.1 的 MINGW32 时得到了与您相同的行为。将政策明确设置为 std::launch::async 即可解决问题。
（即：std::async(std::launch::async, is_prime, number);）

【讨论】：

【解决方案2】：

不确定这是否是编译器中的错误，但我相信 wait_for 应该返回 future_status::deferred 这正是Scott Meyers discusses in his book Effective C++ 在Item 36:Specify std::launch::async if asynchronicity is essential 中的内容

以及他提出的解决方案

修复很简单：只需检查与std::async 调用对应的future 即可查看任务是否被延迟，如果是，则避免进入基于超时的循环。不幸的是，没有直接的方法来询问未来的任务是否被推迟。相反，您必须调用一个基于超时的函数——诸如wait_for 之类的函数。在这种情况下，你真的不想等待任何东西，你只是想看看返回值是否为std::future_status::deferred，所以在必要的迂回中扼杀你的轻微怀疑并以零超时调用wait_for。

在你的情况下，你可以像@Jarod 在他的解决方案中提到的那样明确异步性，即使用std::launch::async 或者你可以重写你的代码如下

bool x;

// if task is deferred...
if (fut.wait_for(std::chrono::milliseconds(0)) == std::future_status::deferred)
{
  // ...use wait or get on fut
  // to call is_prime synchronously
  x = fut.get();     // retrieve return value
}
else
{
  // task isn't deferred
  // infinite loop not possible (assuming is_prime finishes)
  while (fut.wait_for(span) != std::future_status::ready) { 
    // task is neither deferred nor ready,
    // so do concurrent work until it's ready
    std::cout << '.';
    std::cout.flush();
  }

  // fut is ready
  x = fut.get();     // retrieve return value
}

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【讨论】：