如何让C++异步调用按完成顺序返回结果？

你的原代码通过std::async启动异步任务，但遍历std::future时按调用顺序调用get()，因此输出顺序固定为任务启动顺序。要实现按任务完成顺序输出结果，std::experimental::when_any是可行方案——尽管它属于实验特性，但主流编译器（GCC、Clang、MSVC）在开启对应选项后均支持使用。

修改后的示例代码 #

#include <iostream>       
#include <future>         
#include <chrono>
#include <thread>
#include <utility>
#include <string> 
#include <vector>
#include <experimental/future>  // 引入when_any头文件

std::pair<int, std::string> check_even(int num){
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds((10 - num) * 100));
    if(num % 2 == 0) return {num, "even"};
    return {num, "odd"};
}

int main(){
    std::vector<std::future<std::pair<int, std::string>>> futures;
    for(int i = 0; i < 10; i++){
        futures.push_back(std::async(std::launch::async, check_even, i));
        // 显式指定std::launch::async确保任务异步执行（默认策略可能选择同步）
    }

    while(!futures.empty()){
        // 调用when_any获取第一个完成的任务
        auto result = std::experimental::when_any(futures.begin(), futures.end());
        
        // 获取已完成任务的索引
        size_t completed_idx = result.index;
        // 获取任务结果
        auto rs = futures[completed_idx].get();
        std::cout << rs.first << " is " << rs.second << '\n';
        
        // 移除已处理的future，继续等待剩余任务
        futures.erase(futures.begin() + completed_idx);
    }

    return 0;
}

关键说明 #

1. 头文件依赖：需要引入<experimental/future>来使用std::experimental::when_any。
2. 显式异步策略：原代码中std::async默认策略可能选择同步执行，因此显式指定std::launch::async确保任务在独立线程中运行。
3. when_any的作用：when_any接受一个std::future的范围，返回一个包含以下信息的结构体：
   • index：第一个完成任务在原容器中的索引
   • futures：原容器的副本（其中已完成的future处于ready状态）
4. 编译选项：使用GCC编译时需添加参数-std=c++17 -lstdc++experimental，Clang类似，MSVC可直接启用C++17及以上标准编译。

预期输出 #

由于任务的休眠时间随num增大而缩短，任务完成顺序为9→8→7→…→0，输出如下：

9 is odd
8 is even
7 is odd
6 is even
5 is odd
4 is even
3 is odd
2 is even
1 is odd
0 is even

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Caio