提交自己的函数与数据
学习目标
把有限工作需要的输入捕获进 lambda 后交给 submit_auto(lambda)；理解值捕获、移动捕获和共享所有权，并让任务执行期间所需对象保持有效。
默认入口：submit_auto(lambda)
普通路径使用按值捕获的 lambda。可运行教程从这个模式开始，再展示多值和移动捕获：
cpp
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <utility>
#include <executor/executor.hpp>
namespace {
struct SensorFrame {
int id;
int samples;
};
int score_frame(SensorFrame frame, int weight) {
return frame.samples * weight;
}
class Planner {
public:
explicit Planner(std::string name) : name_(std::move(name)) {}
std::string make_plan(SensorFrame frame) const {
return name_ + "-frame-" + std::to_string(frame.id);
}
private:
std::string name_;
};
}
int main() {
auto& executor = executor::Executor::instance();
SensorFrame frame{7, 21};
frame、offset 和移动后的 payload 分别由闭包拥有；future 表示完成或异常。修改提交方后续持有的 frame 不会改变任务保存的副本。submit_auto(lambda) 安全地选择默认异步后端，不会从 callable 推断应走 GPU、无锁或实时路径。get_last_routing_decision() 可解释选路，但不预约后端，也不取代 future。
提交成员函数
成员函数也使用同一条规则：将稳定 owner 和输入按值捕获到 lambda。推荐使用 std::shared_ptr，使对象至少活到任务执行结束：
cpp
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <utility>
#include <executor/executor.hpp>
namespace {
struct SensorFrame {
int id;
int samples;
};
int score_frame(SensorFrame frame, int weight) {
return frame.samples * weight;
}
class Planner {
public:
explicit Planner(std::string name) : name_(std::move(name)) {}
不要捕获裸 this 或局部对象地址：若 owner 在任务开始前销毁，worker 会访问悬空对象。即使对象由稳定的服务 owner 管理，也必须让关闭顺序先停止提交、等待任务，再销毁 owner。
用 lambda 组织任务输入
lambda 适合在提交点组合多个输入、执行少量预处理，或调用重载函数。默认优先按值捕获；上面的 score 与 adjusted 就分别演示一个和多个值的捕获。[frame, offset] 把两个值复制进闭包，任务不依赖提交函数的栈帧。不要随手写 [&]：异步任务通常在当前作用域结束后才运行，引用捕获很容易悬空，而且调用方后续修改数据会形成竞态。
如果输入很大，先判断复制是否真是瓶颈。常见选择是移动独占资源，或共享不可变对象：
cpp
auto model = std::make_shared<const Model>(load_model());
auto result = executor.submit_auto([model, frame] {
return infer(*model, frame);
});把独占资源移入任务
需要把 std::unique_ptr、buffer handle 等资源的所有权交给任务时，用移动捕获：
cpp
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <utility>
#include <executor/executor.hpp>
namespace {
struct SensorFrame {
int id;
int samples;
};
int score_frame(SensorFrame frame, int weight) {
return frame.samples * weight;
}
class Planner {
public:
explicit Planner(std::string name) : name_(std::move(name)) {}
std::string make_plan(SensorFrame frame) const {
return name_ + "-frame-" + std::to_string(frame.id);
}
private:
std::string name_;
};
}
int main() {
auto& executor = executor::Executor::instance();
SensorFrame frame{7, 21};
auto score = executor.submit_auto([frame] {
return score_frame(frame, 2);
});
int offset = 5;
auto adjusted = executor.submit_auto([frame, offset]() noexcept {
return frame.samples + offset;
});
auto payload = std::make_unique<int>(9);
auto owned = executor.submit_auto([payload = std::move(payload)]() mutable noexcept {
return *payload;
});
auto planner = std::make_shared<Planner>("local");
auto plan = executor.submit_auto([planner, frame] {
return planner->make_plan(frame);
});
auto processed = std::make_shared<std::atomic<int>>(0);
auto counted = executor.submit_auto([processed] {
processed->fetch_add(1);
});
std::cout << "score=" << score.get() << ", plan=" << plan.get()
<< ", adjusted=" << adjusted.get() << ", owned=" << owned.get()
<< '\n';
counted.get();
std::cout << "processed=" << processed->load() << '\n';
executor.shutdown();
return 0;
}提交后原 payload 为空，资源只由任务闭包拥有。这比传裸指针更容易证明生命周期。移动后的对象不能再作为调用方输入使用。
移动捕获让闭包成为资源的明确 owner；若业务函数需要按值取得 std::unique_ptr 或 T&&，在 lambda 内决定何时 std::move，不要把资源借给异步任务。
共享和修改状态
若任务需要修改跨线程共享的状态，让 lambda 捕获带有明确同步语义的 owner，而不是借用调用方栈上的引用：
cpp
#include <atomic>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <string>
#include <utility>
#include <executor/executor.hpp>
namespace {
struct SensorFrame {
int id;
int samples;
};
int score_frame(SensorFrame frame, int weight) {
return frame.samples * weight;
}
class Planner {
public:
explicit Planner(std::string name) : name_(std::move(name)) {}
std::string make_plan(SensorFrame frame) const {
return name_ + "-frame-" + std::to_string(frame.id);
}
private:
std::string name_;
};
}
int main() {
auto& executor = executor::Executor::instance();
SensorFrame frame{7, 21};
auto score = executor.submit_auto([frame] {
return score_frame(frame, 2);
});
int offset = 5;
auto adjusted = executor.submit_auto([frame, offset]() noexcept {
return frame.samples + offset;
});
auto payload = std::make_unique<int>(9);
auto owned = executor.submit_auto([payload = std::move(payload)]() mutable noexcept {
return *payload;
});
auto planner = std::make_shared<Planner>("local");
auto plan = executor.submit_auto([planner, frame] {
return planner->make_plan(frame);
});
auto processed = std::make_shared<std::atomic<int>>(0);
auto counted = executor.submit_auto([processed] {
processed->fetch_add(1);
});
std::cout << "score=" << score.get() << ", plan=" << plan.get()
<< ", adjusted=" << adjusted.get() << ", owned=" << owned.get()
<< '\n';
counted.get();
std::cout << "processed=" << processed->load() << '\n';
executor.shutdown();
return 0;
}这个例子用 shared_ptr<atomic<int>> 同时表达共享生命周期和原子访问。shared_ptr 只延长对象生命周期，并不会让任意对象自动线程安全；若状态不是原子类型，仍需要自己的 mutex、消息传递或其他同步协议。
不要使用 [&] 或裸引用来传递异步输入：它们既不延长生命周期，也不提供线程安全。future.get() 能等待任务结束，但不能修复任务运行期间已经发生的数据竞争。
输入所有权选择表
| 需求 | 推荐写法 | 任务实际依赖 | 主要风险 |
|---|---|---|---|
| 小型输入，任务读取即可 | submit_auto([value] { ... }) | 自己的副本 | 复制成本 |
| 独占资源交给任务 | [value = std::move(value)] | 独占所有权 | 提交方不能继续使用已移动对象 |
| 多任务共享只读大对象 | 捕获 shared_ptr<const T> | 共享生命周期 | 共享计数与对象常驻成本 |
| 调用成员函数 | [owner, value] { return owner->method(value); } | 对象至少活到完成 | 不要用可能悬空的裸对象指针 |
| 共享可变状态 | 捕获带同步协议的 shared_ptr | 共享 owner 与同步规则 | 数据竞争、关闭顺序 |
这些规则也适用于其他提交接口
当业务明确需要 priority、delay、periodic、batch 或 dependency 时，进入对应显式接口；无论哪条 future 路径，都优先把稳定输入绑定到 lambda。延迟越长、依赖链越长，借用输入越危险，因为任务真正开始的时间更难预测。
周期任务和 batch 的形状不同：submit_periodic() 接受可重复调用的 void() 任务，通常用 lambda 显式捕获长期状态；batch 接受一组独立的 void() callable，每个任务都应各自拥有稳定输入。
实时、GPU 与通信也不是普通参数包的简单变体：实时 callback 和动态实时任务接收预绑定的 void() callable，GPU callable 可接收后端 stream，通信组件传递的是值对象。请在对应的实时控制、GPU 提交和通信通道页面按各自输入契约使用。
常见编译与运行问题
- 重载函数无法推导：在 lambda 内调用目标重载，让编译器从调用参数推导。
- 参数类型不匹配：先在同步代码中确认 lambda 内调用可以成立，再提交。
- 只读成员函数报错：检查成员函数的
const限定和传入对象类型是否一致。 - 偶发崩溃或错误数据：优先检查引用捕获、裸指针、
this和无锁共享可变对象。 - 任务还没开始对象就销毁：改为值捕获、移动捕获或
shared_ptr，并修正关闭顺序。
构建和运行
bash
cmake --build build --target tutorial_11_task_inputs
./build/examples/tutorial/tutorial_11_task_inputs预期输出：
text
score=42, plan=local-frame-7, adjusted=26, owned=9
processed=1下一步阅读返回值与异常，理解这些输入在任务成功或失败后如何通过 future 交还控制权；需要按时机选择接口时阅读如何选择提交接口。