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C++协程示例
2023-06-27 11:07:35 深夜i     --     --
C++ 协程 示例

C++协程是一种比线程更轻量级的并发解决方案,它不需要创建额外的线程,可以在一个线程中同时处理多个任务。C++20中通过引入协程库,为C++程序员提供了一种实现协程的标准方式。

下面是一个简单的C++协程示例,该示例演示了如何使用协程来实现异步读取文件,示例代码如下:


#include <iostream>

#include <string>

#include <fstream>

#include <experimental/coroutine>

using namespace std::experimental;

struct file_reader

{

  std::string filename;

  struct promise_type

  {

    promise<void> p;

    std::ifstream f;

    file_reader get_return_object()

    {

      return { this };

    }

    void start_read_file(file_reader& reader)

    {

      f.open(reader.filename);

      if (f.is_open())

      {

        p.set_value();

      }

      else

      {

        p.set_exception(std::make_exception_ptr(std::runtime_error("Unable to open file")));

      }

    }

    std::experimental::suspend_always initial_suspend()

    {

      return {};

    }

    std::experimental::suspend_always final_suspend() noexcept

    {

      return {};

    }

    void unhandled_exception()

    {

      p.set_exception(std::current_exception());

    }

  };

  file_reader(promise_type* p)

    : p_(p)

  {}

  ~file_reader()

  {

    if (p_ != nullptr)

    {

      p_->f.close();

    }

  }

  void resume()

  {

    p_->start_read_file(*this);

  }

  std::experimental::coroutine_handle<promise_type> coro_handle()

  {

    return p_.coroutine();

  }

  std::string read_file()

  {

    std::string file_content;

    while (!p_.done())

    {

      char buf[1024];

      p_.f.read(buf, sizeof(buf));

      file_content.append(buf, p_.f.gcount());

      if (p_.f.eof())

      {

        break;

      }

      p_.p.await_suspend(coro_handle());

    }

    return file_content;

  }

private:

  std::coroutine_handle<promise_type> p_;

};

std::experimental::coroutine_handle<> read_file_async(std::string filename)

{

  std::cout << "Start reading file asynchronously..." << std::endl;

  file_reader file{ std::move(filename) };

  file.resume();

  co_await file.coro_handle();

  std::cout << "Reading file completed." << std::endl;

  std::string file_content = file.read_file();

  std::cout << "File content:" << std::endl;

  std::cout << file_content << std::endl;

  co_return;

}

int main()

{

  read_file_async("example.txt");

  return 0;

}

在上面的示例中,我们定义了一个名为`file_reader`的结构体,并在该结构体中定义了一个名为`promise_type`的内部结构体。`promise_type`用于创建协程返回的对象,并在该对象上执行异步操作。

在`promise_type`结构体中,我们声明了一个`promise`对象,它用于管理协程的状态,同时也用于协程的挂起和恢复。我们也声明了一个`std::ifstream`对象,用于读取文件。

在`get_return_object()`函数中,我们创建并返回了一个`file_reader`对象,它是由`promise_type`对象创建的。

`start_read_file()`函数用于启动文件读取操作。该函数打开文件并将操作状态存储在`promise`对象中。如果文件无法打开,则使用异常设置`promise`对象。

在`initial_suspend()`和`final_suspend()`函数中,我们返回了一个`std::experimental::suspend_always`对象,该对象用于告诉协程管理器该如何挂起和恢复协程。

在`unhandled_exception()`函数中,我们使用`set_exception`函数设置协程的异常状态。

在`file_reader`结构体中,我们定义了一个名为`resume()`的函数,它用于启动文件读取操作。该函数调用了`start_read_file()`函数。

在`coro_handle()`函数中,我们返回了协程的句柄,该句柄用于执行协程。

最后,在`read_file_async()`函数中,我们创建了一个`file_reader`对象,并使用`resume()`函数启动了文件读取操作。然后,我们使用`co_await`语句等待异步操作的完成,并调用了`read_file()`函数读取文件内容。

总之,C++协程是一种实现并发编程的好方法。该示例展示了如何使用协程来实现异步文件读取,这可以提高程序的性能和响应速度。你可以用C++协程来解决其他需要并发处理的问题。

  
  
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