QCoro: Qt C++ 20 协程库介绍

C++20 推出了协程的实现（coroutines）。虽然开发一个支持协程特性的类库还是要花很多功夫的，但是使用一个开发好的类库则是非常嗨。这也是C++ 委员会一贯的原则：

如果你是类库开发者，必须足够有耐心学习拗口的特性。但如果是类库使用者，则直接吃语法糖爽歪歪就行了

协程是一种线程内的快速执行序切换功能，比回调函数调用起来要简单。这篇文章介绍了协程的基本概念。

QCoro 是 Qt 的一个协程库，利用C++20的特性，可以显著简化以前用信号-槽回调才能完成的操作。代码可从github下载。

例子

QCoro库提供了一组工具来使用C++20与Qt的协同程序。下面的例子演示了下载一些网络数据的实现对比（传统信号槽和协程）。

以前使用Lambda槽回调时，为了生存周期，需要显式new Qt对象，并deleteLater。

传统信号槽：

void MyClass::fetchData() {
    auto *nam = new QNetworkAccessManager(this);
    auto *reply = nam->get(QUrl{QStringLiteral("https://.../api/fetch")});
    QObject::connect(reply, &QNetworkReply::finished,
                     [reply, nam]() {
                         const auto data = reply->readAll();
                         doSomethingWithData(data);
                         reply->deleteLater();
                         nam->deleteLater();
                     });
}

现在只要稍微注意一下上下文的生存周期，就可以直接用栈上的局部变量调用IO操作，并保持事件循环。

协程：

QCoro::Task<> MyClass::fetchData() {
    QNetworkReply nam;
    auto *reply = co_await nam.get(QUrl{QStringLiteral("https://.../api/fetch")});
    const auto data = reply->readAll();
    reply->deleteLater();
    doSomethingWithData(data);
}

这里的神奇之处在于co-await关键字，它将方法fetchData（）变成了一个协程，并在网络请求运行时暂停了它的执行。当请求完成时，协程将从暂停的位置恢复并继续。注意！当co_await 暂停时，Qt事件循环照常运行！

官网的解释

下面的段落试图以简单的方式解释什么是协同程序以及co_await做什么。我不能保证这些都是事实上正确的。有关更详细（和正确）的信息，请参阅本文底部链接的文章。

简单地说，Coroutine类似于普通函数，只是它们可以在中间挂起（和恢复）。当协同程序被挂起时，执行返回到调用了协同程序的函数。如果该函数也是协同程序，并且正在等待（co_awaiting）当前协同程序完成，则它也将被挂起，执行将返回到调用该协同程序的函数，依此类推，直到到达作为实际函数（而不是协同程序）的函数。在常规Qt程序的情况下，这个“顶级”非协同程序函数将是Qt的事件循环——这意味着当从Qt事件循环调用协同程序时，当您的协同程序被挂起时，Qt事件环将继续运行，直到再次恢复协同程序。

在许多其他事情中，这允许您编写异步代码，就像它是同步的一样，而不会阻塞Qt事件循环，并使应用程序无响应。请参阅本文档中的不同示例。

现在让我们看看co_await关键字。这个关键字告诉编译器，这是协同程序希望挂起的点，直到等待的对象（awaitable）准备就绪。任何类型都可以是可等待的——要么是因为它直接实现C++协同程序机械所需的接口，要么是因为提供了一些外部工具（如该库）来将该类型包装为实现可等待接口的东西。

C++协同程序引入了两个额外的关键字-co_return和co_yield：

从应用程序程序员的角度来看，co_return的行为与return完全相同，只是您不能在协同程序中使用常规return。然而，在引擎盖下有一些主要的区别，这可能是为什么有一个用于从协同程序返回的特殊关键字的原因。

coyield允许协同程序在不实际返回的情况下生成结果。可以用于写入生成器。目前，这个库没有对co_yield的支持/使用，因此我在这里不再赘述。