【Lua学习笔记】Lua进阶——协程

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协程

协程是一种并发操作，相比于线程，线程在执行时往往是并行的，并且线程在创建销毁执行时极其消耗资源，并且过长的执行时间会造成主进程阻塞。而协程可以以并发时轮值时间片来执行，优点是不会阻塞，消耗资源少，可以手动控制。至于协程和线程的区别，什么是并发并行，请自行查阅或者学习操作系统理论知识。

协程的定义和调度

在Unity中，由于游戏是单线程的（这是为了其他线程不阻塞进程），因此我们常常需要使用协程。在Lua中也支持协程，例如下列代码：

Corou1 =coroutine.create(function ()
    print("我是协程1")
end)
print(Corou1)
Corou2 = coroutine.wrap(function ()
    print("我是协程2")
end)
print(Corou2)
coroutine.resume(Corou1) --开始或继续协程
Corou2()   	--运行函数
输出：
thread: 00CAEC00
function: 00CA0578
我是协程1
我是协程2

我们可以用两种不同的方法创建协程，不过返回值一个是协程（虽然thread是线程），一个是函数。所以对这两个协程的运行方式也不同。如何理解这两种方式？我想用C#的例子：

void StartCorou()  --function类型
{
    StartCoroutine(Coroutine());  --thread类型直接执行
}

IEnumerator Coroutine()
{
}

thread类型定义的就是协程本身，因此我们可以用lua提供的协程table中的方法来调用，而function类型更像是定义了一个启动函数，通过调用这个函数来执行。

在Lua中的协程有一个优点：我们可以手动执行

Corou1 =coroutine.create(function ()
    local i = 1
    while true do
        print(i)
        i = i + 1
        coroutine.yield(i)  --yield也可以返回
    end
end)

coroutine.resume(Corou1)
a,b = coroutine.resume(Corou1)
print(a,b)
coroutine.resume(Corou1)

输出:
1
2
true	3
3 

通过注释我们可以发现,resume第一个返回固定为成功判断，然后返回yield提供的变长参数
function coroutine.resume(co: thread, val1?: any, ...any)
  -> success: boolean
  2. ...any

可以看到，对于进入了yield的协程，需要我们手动执行resume才能继续执行。而非自动地轮换时间片。这样有利有弊，但我认为在调度上更加灵活了。

使用wrap的话：

function f1()
    local i = 1
    while true do
        print(i)
        i = i + 1
        coroutine.yield(i) 
    end
end
b = coroutine.wrap(f1)
print("返回值"..b())
print("返回值"..b())
print("返回值"..b())

输出：
1
返回值2
2
返回值3
3
返回值4

function coroutine.wrap(f: fun(...any):...unknown)
  -> fun(...any):...unknown

使用wrap则我们发现，wrap并不返回成功判断，而是直接返回yield给出的变长参数，这是由于其内定义的函数就只接收变长参数。

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Status

Lua中的协程总共有四种状态：

function coroutine.status(co: thread)
  -> "dead"|"normal"|"running"|"suspended"
以字符串形式返回协程 co 的状态。

return #1:
    | "running"  正在运行。
    | "suspended"  挂起或是还没有开始运行。
    | "normal"  是活动的，但并不在运行。
    | "dead"  运行完主体函数或因错误停止。

让我们从下面的例子看看协程什么时候会进入这些状态：

C2 =  coroutine.create(function ()
    print("协程2执行")
    print("此时协程1:"..coroutine.status(Corou1))
    coroutine.yield()
end)
Corou1 =coroutine.create(function ()
    local i = 1
    while i<3 do
        print(i)
        i = i + 1
        if i==2 then
            coroutine.resume(C2)
        end
        print(coroutine.status(Corou1))
        coroutine.yield() 
    end
end)
print(coroutine.status(Corou1))
print("######")
coroutine.resume(Corou1)
print(coroutine.status(Corou1))
print("######")
coroutine.resume(Corou1)
print(coroutine.status(Corou1))
print("######")
coroutine.resume(Corou1)
print(coroutine.status(Corou1))
print("######")

输出：
suspended
######
1
协程2执行
此时协程1:normal
running
suspended
######
2
running
suspended
######
dead
######

从上述例子中看到，当协程未启动以及暂停中等待下一次resume时，其状态是suspended。而当协程正在执行时状态是running，当协程1执行切换到协程2时，协程1的状态是normal。最后当协程1退出时其状态是dead。

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Running

running函数可以得到当前正在运行的协程（的地址）。

function coroutine.running()
  -> running: thread
  2. ismain: boolean
返回当前正在运行的协程加一个布尔量。 如果当前运行的协程是主线程，其为真。
（我试了一下没接收到这个bool，不知道什么情况）

用例：

Corou1 =coroutine.create(function ()
    local i = 1
    while i<3 do
        print(i)
        i = i + 1
        print("协程1状态:"..coroutine.status(Corou1))
        print(coroutine.running())
        coroutine.yield() 
    end
end)
coroutine.resume(Corou1)

输出：
1
协程1状态:running
thread: 00A7E1F8  <-- 协程1的地址

先抛出一个问题：如果在上述的同样代码中，执行协程2时print这个running函数，请问可以得到什么？考虑到协程1在协程2运行时是normal状态，当前运行（running）的协程应当是协程2

C2 =  coroutine.create(function ()
    print("协程2执行")
    print(coroutine.running())
    print("此时协程1:" .. coroutine.status(Corou1))
    print("协程2执行结束")
    coroutine.yield()
end)
Corou1 =coroutine.create(function ()
    local i = 1
    while i<3 do
        print(i)
        i = i + 1
        if i==2 then
            coroutine.resume(C2)
        end
        print("协程1状态:"..coroutine.status(Corou1))
        print(coroutine.running())
        coroutine.yield() 
    end
end)
coroutine.resume(Corou1)
coroutine.resume(Corou1)

输出：
1
协程2执行
thread: 00C4CFE8
此时协程1:normal
协程2执行结束
协程1状态:running
thread: 00C4D408
2
协程1状态:running
thread: 00C4D408