C++ 20 协程 Coroutine之剖析

我们来剖析一下协程的过程。通过这个剖析，希望达到梳理协程几个重要概念的关系，把这些点串起来。所以在概念参考我们列出了相应的概念文字。,C++20协程在启动前，开始会new 一个协程状态（coroutine state​）。然后构造协程的承诺对象（promise​)。承诺对象（promise​)通过get_return_object()​构造协程的返回值result​。这个返回值在协程第一次挂起时，赋值给调用者。然后通过co_await promise.initial_suspend()​，决定协程初试完成后的行为。如果返回std::suspend_always​，初始化就挂起，如果返回std::suspend_never ，初始化后就继续运行。(注意initial_suspend也可以返回其他协程体),,cw_ret = co_await awaiter​ 或者cw_ret = co_await fun()​，先计算表达式fun，fun返回结果，就是一个等待体awaiter​。系统先调用awaiter.await_ready()​接口，看等待体是否准备好了，没准备好（return false​）就调用awaiter.await_suspend()。await_suspend​根据参数可以记录调用其的协程的的句柄。await_suspend​的返回值为return true​ ，或者 return void 就会挂起协程。,后面在外部如果恢复了协程的运行，awaiter.await_resume()​接口被调用。其返回结果，作为co_await的返回值。,,co_yield cy_ret;​，相当于调用co_wait promise.yield_value(cy_ret)​，你可以在yield_value​中记录参数cy_ret​后面使用，yield_value​的返回值如果是std::suspend_always​，协程挂起，如果返回std::suspend_never ，协程就继续运行。,,co_yield cr_ret;​，调用promise.retun_value(cr_ret)​，如果没有返回值相当于promise.retun_viod()​，你可以在retun_value​中记录参数cr_ret​后面使用。然后调用co_await promise.final_suspend(void)​，如果返回值是std::suspend_always​，你需要自己手动青清理coroutine handle​，调用handle.destroy()。,,这些概念在原文第一章都有，附录在此仅供您方便参考。,协程状态（coroutine state）,协程状态（coroutine state）是协程启动开始时，new空间存放协程状态，协程状态记录协程函数的参数，协程的运行状态，变量。挂起时的断点。,注意，协程状态 (coroutine state​)并不是就是协程函数的返回值RET。虽然我们设计的RET一般里面也有promise和coroutine handle​，大家一般也是通过RET去操作协程的恢复，获取返回值。但coroutine state​理论上还应该包含协程运行参数，断点等信息。而协程状态 (coroutine state​)应该是协程句柄（coroutine handle）对应的一个数据，而由系统管理的。,承诺对象（promise）,承诺对象的表现形式必须是result::promise_type，result为协程函数的返回值。,承诺对象是一个实现若干接口，用于辅助协程，构造协程函数返回值；提交传递co_yield，co_return的返回值。明确协程启动阶段是否立即挂起；以及协程内部发生异常时的处理方式。其接口包括：,前面我们提到在协程创建的时候，会new协程状态（coroutine state​）。你可以通过可以在 promise_type​ 中重载 operator new​ 和 operator delete，使用自己的内存分配接口。（请参考再探 C++20 协程）,协程句柄（coroutine handle）是一个协程的标示，用于操作协程恢复，销毁的句柄。,协程句柄的表现形式是std::coroutine_handle<promise_type>​，其模板参数为承诺对象（promise）类型。句柄有几个重要函数：,协程句柄和承诺对象之间是可以相互转化的。,co_wait 关键字会调用一个等待体对象(awaiter)。这个对象内部也有3个接口。根据接口co_wait  决定进行什么操作。,void 同返回true,bool 返回true 立即挂起，返回false 不挂起。,返回某个协程句柄（coroutine handle），立即恢复对应句柄的运行。,等待体（awaiter）值得用更加详细的笔墨书写一章，我们就放一下，先了解其有2个特化类型。,前面不少接口已经用了这2个特化的类，同时也可以明白其实协程内部不少地方其实也在使用co_wait 关键字。,此章讲解了协程的启动，3个关键字的细节。您可以通过这些关键概念，融合协程状态（coroutine state​），承诺对象（promise​），协程句柄（coroutine handle​），等待体（awaiter）。,初探 C++20 协程,再探 C++20 协程,Coroutines (C++20),协程（coroutine）简介,The Coroutine in C++ 20 协程之诺,C++ Coroutines: Understanding operator co_await