深入探究C++20协程的原理
2023-06-28 06:54:13
深夜i
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C++20协程
探究
原理
深入
编程语言
随着对实时应用需求的不断增加，使用协程来编写高效的异步代码已成为越来越流行的选择。C++20为程序员提供了一个完整的协程框架，使其可以更轻松地支持和使用协程。
在C++20中，协程可以理解为异步函数 - 当函数执行到暂停点时，函数的状态被保存，可以换成执行另一个任务，直到该函数再次被调用时再恢复，从上次暂停点继续执行。这种机制具有以下几个特点：
1.不占用线程资源：当协程处于暂停状态时，程序可以继续执行其他任务。
2.可控制：可以在任何时候暂停和恢复协程，程序员可以根据需求来组合和调度不同的协程。
3.高效：协程的切换比线程更轻量级，且其中没有上下文切换的开销。
那么，C++20协程是如何实现的呢？其实，协程的实现是基于co_await，co_yield以及co_return关键字的。co_await表示等待一个异步任务，当遇到co_await时，协程便会暂停并返回到调用方。在任务完成后，协程可以在协程中恢复执行。co_yield表示将控制权返回到调用方，但不退出协程。最后，co_return表示协程执行完毕并返回给调用方。
与此同时，C++20还提供了两个新的标准库：coroutine和generator。coroutine库提供了一系列的工具来构建协程。它包括promise类型来管理异步任务，coroutine_handle来跟踪协程的状态和恢复客户端，以及coroutine_traits类型来告诉编译器协程的返回类型。generator库则提供了一种生成器函数，能够产生序列。这是通过在函数前面加上关键字generator来实现的。生成器函数的主体包括一个或多个co_yield语句。
总结来说，C++20协程提供了更高效、更轻巧的异步编程体验。通过协程和生成器，开发者可以更加灵活地组织代码，更加高效地使用计算资源。
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