未等待时重新赋值std::future的行为？C++代码相关疑问

该函数设计用于在事务周期性开始后，异步执行一次lambda表达式：每次完成的事务都会调用该函数，仅在首次调用时启动异步操作。后续添加了重置功能，以便事务因故障停止后可“重新激活”函数，若事务再次启动，需再次异步执行lambda表达式。

对应的代码实现如下：

void first_trans(bool reset = false){
    static bool ran_once{false};
    static std::future<void> fut;

    if(reset) {
        ran_once = false;
        return;
    }
  
    if(!ran_once){
        ran_once = true;
    
        // DO I NEED TO WAIT BEFORE THIS ASSIGNMENT
        // ON SUBSEQUENT ENTRIES TO THIS BLOCK?

        fut = std::async(std::launch::async, [=] {
            // do some stuff
        });
    }
}

参考的std::future赋值运算符文档说明：

赋值另一个future对象的内容。

1. 释放任何共享状态，并将other的内容移动赋值给*this。赋值后，other.valid() == false，且this->valid()的值与赋值前other.valid()的值相同。

技术问题 #

• 赋值前是否必须等待std::future？现有代码能否正常运行，无重叠或泄漏问题？
• “被释放的”共享状态会发生什么？

问题解答 #

问题1：赋值前是否必须等待std::future？现有代码能否正常运行？ #

不需要提前等待，但要注意现有代码的潜在行为：

• 当对fut执行赋值操作时，旧的std::future对象会被替换，其析构函数会被触发。对于由std::async(std::launch::async)创建的std::future，析构时会阻塞当前线程，直到关联的异步任务执行完毕。也就是说，如果第一次的异步任务还在运行时，触发重置后再次调用first_trans，当前线程会被阻塞，直到旧任务结束才会启动新的异步任务。
• 现有代码不会出现内存泄漏，共享状态会被正确释放；但如果业务要求新任务必须立即启动、不能等待旧任务，这种写法就不适用。如果允许等待旧任务完成后再启动新任务，现有代码可以正常运行，不会出现任务重叠执行的情况。

问题2：“被释放的”共享状态会发生什么？ #

当std::future释放共享状态时，分两种情况处理：

• 如果关联的异步任务已经完成：共享状态会直接被销毁，任务执行相关的资源（如结果存储、同步原语等）会被回收。
• 如果关联的异步任务仍在运行（针对std::async(std::launch::async)创建的任务）：std::future的析构函数会先阻塞等待任务执行完成，之后再销毁共享状态、释放所有相关资源。
• 本质上，共享状态的释放机制会保证异步任务的资源被正确回收，不会出现泄漏，但针对std::async创建的异步任务，释放过程会等待任务结束。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ttemple