Lua的协程和协程库详解

咱们首先介绍一下什么是协程、而后详细介绍一下coroutine库，而后介绍一下协程的简单用法，最后介绍一下协程的复杂用法。

1、协程是什么？

　　（1）线程

　　首先复习一下多线程。咱们都知道线程——Thread。每个线程都表明一个执行序列。

　　当咱们在程序中建立多线程的时候，看起来，同一时刻多个线程是同时执行的，不过实质上多个线程是并发的，由于只有一个CPU，因此实质上同一个时刻只有一个线程在执行。

　　在一个时间片内执行哪一个线程是不肯定的，咱们能够控制线程的优先级，不过真正的线程调度由CPU的调度决定。

　　（2）协程

　　那什么是协程呢？协程跟线程都表明一个执行序列。不一样的是，协程把线程中不肯定的地方尽量的去掉，执行序列间的切换再也不由CPU隐藏的进行，而是由程序显式的进行。

　　因此，使用协程实现并发，须要多个协程彼此协做。

 

2、resume和yeild的协做。

　　resume和yeild的协做是Lua协程的核心。这边用一幅图描述一下，有一个大致的印象。对照下面的coroutine库的详细解释和最后的代码，应该能够搞清楚协程的概念了。

　　注：这是在非首次resume协程的状况下，resume和yield的互相调用的状况。若是是首次resume协程，那么resume的参数会直接传递给协程函数。

 

 

3、coroutine库详解

(1)coroutine.create (f)

　　传一个函数参数，用来建立协程。返回一个“thread”对象。

 

(2)coroutine.isyieldable ()

　　若是正在运行的协程可让出，则返回真。值得注意的是，只有主协程（线程）和C函数中是没法让出的。

 

(3)coroutine.resume (co [, val1, ···])

　　这是一个很是重要的函数。用来启动或再次启动一个协程，使其由挂起状态变成运行状态。

　　能够这么说，resume函数至关于在执行协程中的方法。参数Val1...是执行协程co时传递给协程的方法。

　　首次执行协程co时，参数Val1...会传递给协程co的函数；

　　再次执行协程co时，参数Val1...会做为给协程co中上一次yeild的返回值。

　　不知道这句话你们理解了没，这是协程的核心。若是没理解也不用急，继续往下看，稍后我会详细解释。

　　resume函数返回什么呢？有3种状况：

　　1）、若是协程co的函数执行完毕，协程正常终止，resume 返回 true和函数的返回值。

　　2）、若是协程co的函数执行过程当中，协程让出了（调用了yeild()方法），那么resume返回true和协程中调用yeild传入的参数。

　　3）、若是协程co的函数执行过程当中发生错误，resume返回false与错误消息。

　　能够看到resume不管如何都不会致使程序崩溃。它是在保护模式下执行的。

 

(4)coroutine.running ()

　　用来判断当前执行的协程是否是主线程，若是是，就返回true。

 

(5)coroutine.status (co)

　　返回一个字符串，表示协程的状态。有4种状态：

　　1）、running。若是在协程的函数中调用status，传入协程自身的句柄，那么执行到这里的时候才会返回running状态。

　　2）、suspended。若是协程还未结束，即自身调用了yeild或还没开始运行，那么就是suspended状态。

　　3）、normal。若是协程Aresume协程B时，协程A处于的状态为normal。在协程B的执行过程当中，协程A就一直处于normal状态。由于它这时候既不是挂起状态、也不是运行状态。

　　4）、dead。若是一个协程发生错误结束，或正常终止。那么就处于dead状态。若是这时候对它调用resume，将返回false和错误消息。

 

(6)coroutine.wrap (f)

　　wrap()也是用来建立协程的。只不过这个协程的句柄是隐藏的。跟create()的区别在于：

　　1）、wrap()返回的是一个函数，每次调用这个函数至关于调用coroutine.resume()。

　　2）、调用这个函数至关于在执行resume()函数。

　　3）、调用这个函数时传入的参数，就至关于在调用resume时传入的除协程的句柄外的其余参数。

　　4）、调用这个函数时，跟resume不一样的是，它并非在保护模式下执行的，若执行崩溃会直接向外抛出。

 

(7)coroutine.yield (···)

　　使正在执行的函数挂起。

　　传递给yeild的参数会做为resume的额外返回值。

 　　同时，若是对该协程不是第一次执行resume，resume函数传入的参数将会做为yield的返回值。

 

4、例子进阶。

 （1）、例子1：简单实用resume、yield，以下：

coco = coroutine.create(function (a,b)
    print("resume args:"..a..","..b)
    yreturn = coroutine.yield()
    print ("yreturn :"..yreturn)
end)
coroutine.resume(coco,0,1)
coroutine.resume(coco,21)

输出：

resume args:0,1
yreturn :21

 

 

（2）、例子2：简单使用wrap，以下：

coco2 = coroutine.wrap(function (a,b)
    print("resume args:"..a..","..b)
    yreturn = coroutine.yield()
    print ("yreturn :"..yreturn)
end)
print(type(coco2))
coco2(0,1)
coco2(21)

输出：

function
resume args:0,1
yreturn :21

很明显，wrap的使用更方便。

 

（3）、若是尚未足够的理解，且看我放大招，看这个例子：

function status()
    print("co1's status :"..coroutine.status(co1).." ,co2's status: "..coroutine.status(co2))
end

co1 = coroutine.create(function ( a )
    print("arg is :"..a)
    status()
    local stat,rere = coroutine.resume(co2,"2")
    print("resume's return is "..rere)
    status()
    local stat2,rere2 = coroutine.resume(co2,"4")
    print("resume's return is "..rere2)
    local arg = coroutine.yield("6")
end)
co2 = coroutine.create(function ( a )
    print("arg is :"..a)
    status()
    local rey = coroutine.yield("3")
    print("yeild's return is " .. rey)
    status()
    coroutine.yield("5")
end)
--主线程执行co1,传入字符串“main thread arg”
stat,mainre = coroutine.resume(co1,"1")
status()
print("last return is "..mainre)

用一个函数status()输出2个协程的状态,最后输出以下：

arg is :1
co1's status :running ,co2's status: suspended
arg is :2
co1's status :normal ,co2's status: running
resume's return is 3
co1's status :running ,co2's status: suspended
yeild's return is 4
co1's status :normal ,co2's status: running
resume's return is 5
co1's status :suspended ,co2's status: suspended
last return is 6

 

（4）、最后附一个云风在Lua5.3参考手册中给出的例子：

function foo(a)
    print("foo", a)
    return coroutine.yield(2 * a)
end

co = coroutine.create(function ( a, b )
    print("co-body", a, b)
    local r = foo(a + 1)
    print("co-body", r)
    local r, s = coroutine.yield(a + b, a - b)
    print("co-body", r, s)
    return b, "end"
end)

print("main", coroutine.resume(co, 1, 10))
print("main", coroutine.resume(co, "r"))
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))

输出以下：

co-body    1    10
foo    2
main    true    4
co-body    r
main    true    11    -9
co-body    x    y
main    true    10    end
main    false    cannot resume dead coroutine