协程

什么是协程

协程（coroutine）是一种程序组件，它允许执行代码在不同的点暂停和恢复，从而实现协作式的多任务处理。与传统的线程不同，协程不是由操作系统调度的，而是由程序自身控制的。因此，协程提供了一种轻量级的并发机制，适用于需要多任务但不需要真正并行的场景

协程的特点

1.轻量级：协程不需要占用如线程堆栈等额外的系统资源，因此创建和切换协程的开销非常低。
2.非抢占式：协程的切换是显式的，即只有当协程主动让出控制权时，程序才会切换到另一个协程。
3.合作式多任务：多个协程之间通过显式的让出和恢复控制权来进行合作，从而实现多任务处理。
4.独立的执行上下文：每个协程都有自己的执行上下文，包括局部变量等。

协程和线程的区别

1.调度方式：线程由操作系统调度，而协程由程序自身调度。
2.并行与并发：线程可以真正并行执行（多核 CPU），而协程在任何时刻只能有一个在运行（单线程）。
3.创建和切换开销：线程的创建和上下文切换开销较大，而协程的创建和切换开销较小。

协程的工作原理

协程的核心机制是允许代码在某个点暂停（挂起），并在需要时从暂停的地方继续执行。这通常通过以下两种操作来实现：
挂起（yield）：暂停协程的执行，并返回控制权给调度者（通常是调用协程的函数）。
恢复（resume）：从挂起点继续执行协程。

Lua协程示例

创建协程：使用 coroutine.create 创建一个新的协程。
启动协程：使用 coroutine.resume 启动或恢复一个协程。
挂起协程：使用 coroutine.yield 挂起当前协程，并将控制权交回给调用者。
状态查询：使用 coroutine.status 查询协程的状态，状态可以是 suspended（挂起）、running（运行中）、normal（正常）或 dead（结束）。
主协程：每个 Lua 程序都有一个主协程，可以通过 coroutine.running 获取当前正在运行的协程。

-- 模拟一个简易的异步任务示例
function longRunningTask()local value = 0for i = 1, 3 dovalue = value + 1print("Running step", i, "with value", value)coroutine.yield(value)endreturn value
end-- 创建协程
local co = coroutine.create(longRunningTask)--[[
coroutine.resume 返回两个值：布尔值，表示协程是否成功执行。true 表示协程成功执行，false 表示遇到了错误。
其他返回值，它们依赖于协程内部的执行情况：
如果协程在 coroutine.yield 处暂停，该处的返回值会作为 resume 的第二个返回值。
如果协程正常结束，coroutine.resume 的第二个返回值是协程结束时coroutine.yield(*)传入的返回值。
如果协程遇到运行错误，coroutine.resume 的第二个返回值是错误消息。--]]-- 恢复协程，接收每次 yield 返回的值
local status, result = coroutine.resume(co)  -- 输出 "Running step 1 with value 1"
local r = coroutine.status(co)
print("Received from yield:", status,result,r)
-- can todo something... 处理其他任务，等待下一次启动协程
status, result = coroutine.resume(co)  -- 输出 "Running step 2 with value 2"
r = coroutine.status(co)
print("Received from yield:", status,result,r)
-- can todo something...
status, result = coroutine.resume(co)  -- 输出 "Running step 3 with value 3"
r = coroutine.status(co)
print("Received from yield:", status,result,r)
-- can todo something...
status, result = coroutine.resume(co)  -- 协程完成，返回最终结果
r = coroutine.status(co)
print("Final result:", status,result,r)