Ruby Coroutine

Ruby1.9提供了Fiber，提供了Coroutine的功能。
    Fibers作为实现轻量级合作并发的基础设施，和线程很像，提供了创建一个可以pause和resume的代码块，
但Fibers是非抢占式的，必须由程序而不是VM来调度。每一个fiber提供了4kB的栈空间可以允许fiber的
block进行深层嵌套函数调用。这是rdoc对Fiber的描述。

    Ruby的Fiber就是传说中Coroutine的实现，在lua中，coroutine被广泛使用。Ruby中coroutine的
强大功能，势必会被发扬光大。Ruby中的Fiber和lua中的coroutine基本类似，都是asymmetric coroutine，
都提供了new/create,resume和yield的操作。
看个rdoc的例子：

  fiber = Fiber.new do
    Fiber.yield 1
    2
  end

  puts fiber.resume #=>1
  puts fiber.resume #=>2
  puts fiber.resume #=>FiberError: dead fiber called

Fiber有三种状态：suspend、running、dead。Fiber被new之后处于suspend状态，当调用resume时开始运行(running），coruntine执行的block完毕或者出错时dead.
上面的例子，我们new一个fiber，这时fiber处于suspend，当我们调用resume的时候，开始执行，Fiber.yield
放弃当前的执行控制，将控制权交给resume的调用者。第二次调用fiber.resume时从Fiber.yeild 1返回，开始执行下一句代码，这时这个fiber执行完毕，所以第三次调用时fiber已经dead。

resume参数可以是任何个，第一次调用的时候作为block的参数，后面的调用作为yield的返回值。

fiber = Fiber.new do |first|
    second = Fiber.yield first + 2
end

puts fiber.resume 10 #12
puts fiber.resume 14 #14
puts fiber.resume 18 #FiberError: dead fiber called

通过上面我们已经熟悉了Coroutine，下面我们创建一个fib数列生成器的coroutine，小小练习一下：

fib = Fiber.new do  
   x, y = 0, 1 
   loop do  
    Fiber.yield y 
    x,y = y,x+y 
   end 
end 
20.times { puts fib.resume }

coroutinue最常用的场合就是合作并发的程序，producer和consumer是最典型的方式：
一个偶数生产者和消费者：

def even_producer #even number producer
    Fiber.new do
        value = 0
        loop do
            Fiber.yield value
            value += 2
        end
    end
end

def consumer(source)
    Fiber.new do
        10.times do
            next_val = source.resume
            puts next_val
        end
    end
end

consumer(even_producer).resume

在加点东东，加个过滤器，我只想要是3的倍数的偶数：

def multiple_of_three_filter(source)
    Fiber.new do
        loop do
            next_val = source.resume
            Fiber.yield next_val if next_val % 3 == 0
        end
    end
end
consumer(multiple_of_three_filter(even_producer)).resume

我们看到可以像Unix的管道一样将多个coroutine连结起来，我们甚至可以定义像Unix shell一样的
管道操作符 Pipelines Using Fibers in Ruby 1.9：
even_producer | multiple_of_three_filter | consumer

class PipelineElement
    attr_accessor :source

    def initialize
        @fiber_delegate = Fiber.new do
            process
        end
    end

    def |(other)
        other.source = self
        other
    end

    def resume
        @fiber_delegate.resume
    end

    def process
        while value = input
            handle_value(value)
        end
    end

    def handle_value(value)
        output(value)
    end

    def input
        source.resume
    end

    def output(value)
        Fiber.yield(value)
    end
end

class EvenProducer < PipelineElement
    def process
        value = 0
        loop do
            output(value)
            value += 2
        end
    end
end

class MultipleOf < PipelineElement
    def initialize(factor)
        @factor = factor
        super()
    end

    def handle_value(value)
        output(value) if value % @factor == 0
    end
end

even_producer = EvenProducer.new
multiples_of_three_filter = MultipleOf.new(3)
multiples_of_seven_filter = MultipleOf.new(7)
pipeline = even_producer | multiples_of_three_filter | multiples_of_seven_filter

10.times do 
    puts pipeline.resume
end

使用shell的管道每次需要创建一个进程，而使用coroutine每次只需要创建一个轻量级的Fiber

关于asymmetric coroutine和symmetric coroutine
1）asymmetric coroutine：提供了两种控制转换操作：(re)invoking和suspending一个coroutine，suspending将控制流程返回给coroutine的调用者。这个过程和调用和被调用的routine类似(routine在现代语言中被实现为函数、方法、过程，又叫subroutine），所以这种方式非常容易被使用传统编程语言的程序员接受，这也是大多数语言实现asymmetric coroutine的原因之一，其他的原因：比如lua是和c/c++结合比较紧密的语言，如果实现symmetric coroutine则要求c/c++支持coroutine，这显然是不现实的，另外symmetric的也很容易用asymmetric描述。
2）symmetric coroutine:只提供了一种控制上述操作的操作。