chapter9_1 协同程序

Posted 2020-08-04 daiker

　　协同程序与线程差不多，也就是一条执行序列：有自己独立的栈、局部变量、指令指针，以及和其他协同程序共享的全局变量和其他大部分东西。

两者区别在于：一个多线程的程序可以同时运行几个线程，而协同程序却需要彼此协作地运行。

一个具有多个协同程序的程序在任意时刻只能运行一个协同程序，而且正在运行的协同程序只会在其显式地要求挂起时，它的执行才会暂停。

　　协同程序是一个强大的解决方案，同样地它的几种主要用法也比较复杂。

　　Lua将所有关于协同程序的函数放在一个名为corouting的table里。create函数用于创建新的协同程序，它只有一个参数（函数）。

create会返回一个thread类型的值，表示新的协同程序。通常create的参数是一个匿名函数：

co = coroutine.create(function () print("hi") end)
print(co)        -->thread:0x8071d98

一个协同程序可以处于4个状态：挂起，运行，死亡，正常。

可以用函数status检查它的状态：

print (coroutine.status(co))         -->suspended

函数resume用于启动一个协同程序的执行，并将其状态由挂起转为运行：

coroutine.resume(co)         --> hi

协同程序打印了“hi”就终止了，协同程序的状态处于死亡状态，再也无法返回了。

协同程序的真正强大之处在于函数yield的使用上，它可以让一个运行中的程序挂起，而之后再恢复它的运行。

co = coroutine.create(function ()
                for i = 1,10 do
                    print("co",i)
                    coroutine.yield()
                end
      end)

现在唤醒这个协同程序时，它就会开始执行，直到第一个yield：

coroutine.resume(co)        -->co  1

此时检查它的状态，就会看到它处于挂起状态。可以再次恢复其运行。

从协同程序的角度看，所有在它挂起时发生的轰动都发生在yield调用中。

当恢复协同程序的执行时，对于yield的调用才最终返回。然后协同程序继续它的执行，直到下一个yield调用或执行结束：

coroutine.resume(co)        -->co  2
coroutine.resume(co)        -->co  3
...
coroutine.resume(co)        -->co  10
coroutine.resume(co)        --什么都不打印

到最后一次调用，协同程序已经返回。这时协同程序处于死亡状态。再resume就会返回false及一条错误消息：

print (coroutine.resume(co))
--> false    cannot resume dead coroutine

请注意，resume是在保护模式中运行的。因此如果在一个协同程序的执行中发生任何错误

lua是不会显示错误消息的，而是将执行权返回给resume调用。

当一个协同程序A唤醒另一个协同程序B时，A就处于一个特殊状态，不是挂起，也不是运行。称为正常状态。

Lua的协同程序还有一个很有用的机制，可以通过一对resume-yield来交换数据。

第一次resume时，没有yield在等待它，所有传给resume的额外参数都将视为协同程序主函数的参数。

co = coroutine.create(function (a,b,c)
            print("co",a,b,c+2 )
        end)
coroutine.resume(co,1,2,3)        -->co   1  2  5

在resume的返回内容中，第一个值为true表示没有错误，而后面所有的值都是对应yield转入的参数。

co = coroutine.create(function(a,b)
        coroutine.yield(a+b,a-b)
        end)
print(coroutine.resume(co,20,10))  -->true  30  10

与此对应的是，yield返回的额外值就是对应resume传入的参数：

co = coroutine.create(function (x)
            print("co1",x)
            print("co2",coroutine.yield())
        end)
coroutine.resume(co,"hi")        -->co1  hi
coroutine.resume(co,4,5)         -->co2  4  5

最后，当一个协同程序结束时，它的主函数所返回的值都将作为对应resume的返回值：

co = coroutine.create(function ()
                return 6,7
        end)
print(coroutine.resume(co))     -->true  6 7

很少在一个程序中使用所有这些功能，但是每种功能各有其用途。

Lua提供的是一种“非对称的协同程序”。也就是Lua提供了两个函数来控制协同程序，一个用于挂起，一个用于恢复。

而其它一些语言提供的则是“对称的协同程序”，切换执行权都只有一个函数。

一个协同程序只能在它没有调用其他函数时，才可以挂起执行。换句话说，只有协同程序的主函数才能调用类似于yield这样的函数。