什么是期货？

Posted 2023-02-27

【中文标题】什么是期货？

【英文标题】：What are futures?

【发布时间】：2010-09-09 23:24:48

【问题描述】：

这与惰性求值有关。

【问题讨论】：

期货不一定与惰性评估有关。事实上，对于很多用例，Lazy futures 正是你不需要的：IO、网络等......

“期货”目前正在通过 javascript 获得大量曝光！但是 JavaScript 领域的术语是“延迟”和“承诺”。

【参考方案1】：

Future 封装了延迟计算，通常用于将惰性求值硬塞到非惰性语言中。第一次评估未来时，运行评估它所需的代码，并将未来替换为结果。

由于future被替换，后续的求值不会再次执行代码，只是简单的产生结果。

【参考方案2】：

当您创建未来时，会启动一个新的后台线程，开始计算实际值。如果你请求future的值，它将阻塞直到线程完成计算。当您需要并行生成一些值并且不想手动跟踪所有值时，这非常有用。

对于 Ruby，请参阅 lazy.rb，或 Scala, futures, and lazy evaluation。

它们可能可以用任何带有线程的语言来实现，尽管在 C 这样的低级语言中显然比在高级函数式语言中更难。

【讨论】：

AFAIK，期货在实际请求之前不会开始执行。期货通常用于构建惰性屏障，例如为了实现一个无限的结构。如果期货在创建后立即开始执行，它们将不适合这样做。

@012...：查看我发布的链接，它们很好地概述了期货。

en.wikipedia.org/wiki/… 似乎是一个更明确的参考。 （哈！***！） 总结：Futures 开始时不是同时执行的；现在有些人将它们定义为这样做，并将原始概念重命名为 Promise。

@0124816: 并非所有期货都是在请求时执行，而不是在创建时执行。只有 lazy 期货有这种行为。在某些情况下，Lazy 很糟糕，future 在定义后就开始执行。

【参考方案3】：

有一个关于期货的Wikipedia article。简而言之，这是一种使用未知值的方法。然后可以按需计算该值（惰性求值），也可以与主计算同时进行。

C++ 示例如下。

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假设您要计算两个数字的总和。您可以使用典型的 Eager 实现：

int add(int i, int j)  return i + j; 
// first calculate both Nth_prime results then pass them to add
int sum = add(Nth_prime(4), Nth_prime(2)); 

或者您可以使用 C++11 的 std::async 使用期货方式，它返回一个 std::future。在这种情况下，add 函数只有在尝试使用尚未计算的值时才会阻塞（也可以创建一个纯粹的惰性替代方案）。

int add(future<int> i, future<int> j)  return i.get() + j.get(); 
int sum = add(async(launch::async, []() return Nth_prime(4); ),
              async(launch::async, []() return Nth_prime(2); ));

【参考方案4】：

大家提到期货都是为了懒计算。然而，另一个没有宣传的用途是使用 Futures for IO。特别是它们对于加载文件和等待网络数据很有用

【参考方案5】：

The Wiki Article 很好地概述了期货。该概念通常用于并发系统中，用于调度可能尚未计算或尚未计算的值的计算，此外，其计算可能已经或可能尚未进行。

来自文章：

未来与 计算其的特定线程 价值。可以开始这个计算 要么在未来到来时热切地 创建，或懒惰，当它的价值是 首先需要。

文章中没有提到，future 是Monad，因此可以将future 值的函数投影到monad 中，以便在future 可用时将它们应用于future 值，从而产生另一个future，而future 又代表该函数的结果。

【参考方案6】：

Futures 也用于某些设计模式，特别是实时模式，例如 ActiveObject 模式，它将方法调用与方法执行分开。未来被设置为等待完成的执行。当您需要从多线程环境迁移到与单线程环境进行通信时，我倾向于看到它。在某些情况下，某个硬件没有内核支持线程，在这种情况下使用期货。乍一看，你将如何沟通并不明显，但令人惊讶的是，未来让它变得相当简单。我有一些 c# 代码。我会挖出来贴出来。

【参考方案7】：

This blog post 给出了一个非常透彻的解释以及一个你如何自己实现未来的例子。我真的推荐它:)