Lua协程-coroutine

lua也有协程这个机制，用以完成非抢占式的多任务处理。

协程与线程

协程和线程类似，有自己的堆栈、局部变量、指令指针等等。但同时也有不一致的地方，其中最重要的地方在于多线程程序可以同一时间运行多个线程，而协程同一时间只能运行一个，并且运行期间只有被显式要求挂起的时候才会选择挂起操作。

基础操作

coroutine.create(func)代表创建一个协程，也是个高级函数，参数即是function。

coroutine.status(co)查看当前协程状态，参数是协程本身，返回status string。

coroutine.resume(co)使协程由挂起态转为运行态，参数是协程本身，以及协程需要的参数。返回的是是否成功运行，如若不成功还会附加错误信息作为返回。

coroutine.yield()将当前协程挂起。

---@param f async fun(...):...
---@return thread
---@nodiscard
function coroutine.create(f) end

---@param co thread
---@return
---| '"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。
---@nodiscard
function coroutine.status(co) end

---@param co    thread
---@param val1? any
---@return boolean success
---@return any ...
function coroutine.resume(co, val1, ...) end

---@async
---@return any ...
function coroutine.yield(...) end

如下一段示例代码：

co = coroutine.create(function ()
    for i = 1,3 do
        print("co", i)
        coroutine.yield()
    end
end)
print(coroutine.status(co))--suspended
coroutine.resume(co)--co      1
print(coroutine.status(co))--suspended
coroutine.resume(co)--co      2
coroutine.resume(co)--co      3
print(coroutine.status(co))--suspended
coroutine.resume(co)--
print(coroutine.status(co))--dead
print(coroutine.resume(co))--false   cannot resume dead coroutine

生产者-消费者

解决生产者消费者的问题就是如何能根据消费者请求数目的多少来决定生产者生产多少，此刻用协程再合适不过，比如官方文档的示例代码：

function receive () 
    local status, value = coroutine.resume(producer) 
    return value 
end 
function send (x) 
    coroutine.yield(x) 
end 
producer = coroutine.create( function () 
    while true do
        local x = io.read() -- produce new value 
        send(x) 
    end 
end)

协程参数

当然我们可以试着修改这部分代码，改为传入一个数组，每次从中取出相应值：

function receive(tb)
    local status, value = coroutine.resume(producer,tb)
    return value
end
producer = coroutine.create(function (tb)
    for i = 1,#tb do
        coroutine.yield(tb[i])
    end
end)

print(receive({1,2,3})) --1
print(receive({2,3,4})) --2
print(receive({5,6,7,8,9})) --3
print(receive({1,2,3,4})) --nil

发现了一个问题没有，只有第一次的数组赋值是正确的，之后的任意一次传参都是失败的。说明在第一次resume时就需要保证参数是正确的，而且后几次传参也只能在第一次传参的基础上继续执行，之后的参数并不能覆盖之前的参数。

如果这个tb是个全局变量，则是：

function receive()
    local status, value = coroutine.resume(producer)
    return value
end

producer = coroutine.create(function ()
    for i = 1,#tb do
        coroutine.yield(tb[i])
    end
end)

tb = {1,2,3}
print(receive()) --1
tb = {2,3,4}
print(receive()) --3
tb = {4,5}
print(receive({5,6,7,8,9})) --nil
tb = {4,5,6,7}
print(receive({1,2,3,4})) --nil