На абстрактному рівні Coroutines розділив ідею відключення стану виконання від ідеї наявності потоку виконання.
SIMD (одноразова множина даних інструкцій) має кілька "потоків виконання", але лише один стан виконання (він просто працює на декількох даних). Можливо, паралельні алгоритми трохи подібні до того, що у вас є одна "програма", що працює на різних даних.
Нитка має кілька "потоків виконання" та кілька станів виконання. У вас є більше однієї програми та більше ніж один потік виконання.
Супроводи мають кілька станів виконання, але не володіють потоком виконання. У вас є програма, і програма має стан, але вона не має нитки виконання.
Найпростіший приклад співпраць - це генератори чи перелічувачі з інших мов.
У псевдокоді:
function Generator() {
for (i = 0 to 100)
produce i
}
GeneratorНазивається, і перший раз , коли він назвав її повертає 0. Його стан запам'ятовується (наскільки стан залежить від впровадження процедур), і наступного разу, коли ви його зателефонуєте, він продовжується там, де він припинився. Таким чином, він повертається 1 наступного разу. Потім 2.
Нарешті вона доходить до кінця циклу і відпадає від кінця функції; поправка закінчена. (Те, що відбувається тут, залежить від мови, про яку ми говоримо; у python - це виняток).
Супротивники приводять цю здатність до C ++.
Існує два види корутин; складний і нестабільний.
Безпроблемна супровідна програма зберігає лише локальні змінні у своєму стані та місці виконання.
Складний інструмент зберігає цілий стек (як нитка).
Безрецептурні супроводи можуть мати надзвичайно малу вагу. Остання пропозиція, яку я прочитав, стосувалася, в основному, переписування вашої функції в щось схоже на лямбда; всі локальні змінні переходять у стан об'єкта, а мітки використовуються для переходу до / з місця, де підпрограма «виробляє» проміжні результати.
Процес отримання вартості називається "урожайність", оскільки супроводи трохи схожі на кооперативну багатопоточність; ви повертаєте точку виконання назад абоненту.
Boost має реалізацію складних процедур; це дозволяє викликати функцію, щоб приносити вам. Складні супроводи є більш потужними, але й дорожчими.
Співпраці більше, ніж простий генератор. Ви можете чекати на програмі в супровідній програмі, що дозволяє вам складати корисні програми корисним чином.
Супроводи, як-от if, циклі і функціонування дзвінків, - це ще один вид "структурованого goto", який дозволяє висловлювати певні корисні зразки (наприклад, державні машини) більш природним чином.
Конкретна реалізація Coroutines в C ++ є дещо цікавою.
На самому базовому рівні він додає декілька ключових слів до C ++: co_return co_await co_yieldразом із деякими типами бібліотек, які працюють з ними.
Функція стає супровідною програмою, маючи в своєму тілі одне з тих. Тож у своїй декларації вони не відрізняються від функцій.
Коли одне з цих трьох ключових слів використовується у функціональному тілі, відбувається деяке стандартне доручення вивчення типу повернення та аргументів, і функція перетворюється в супровід. Це вивчення повідомляє компілятору, де зберігати стан функції, коли функція призупинена.
Найпростіша програма - це генератор:
generator<int> get_integers( int start=0, int step=1 ) {
for (int current=start; true; current+= step)
co_yield current;
}
co_yieldпризупиняє виконання функцій, зберігає стан у generator<int>, а потім повертає значення currentчерез generator<int>.
Ви можете перевести цикл на повернені цілі числа.
co_awaitтим часом дозволяє скласти одну кореневу програму на іншу. Якщо ви перебуваєте в одній програмі, і вам потрібні результати очікуваної речі (найчастіше корупції), перш ніж прогресувати, ви co_awaitїї виконаєте . Якщо вони готові, ви продовжуєте негайно; якщо ні, ви призупиняєте, поки не буде готове очікування, яке вас чекає.
std::future<std::expected<std::string>> load_data( std::string resource )
{
auto handle = co_await open_resouce(resource);
while( auto line = co_await read_line(handle)) {
if (std::optional<std::string> r = parse_data_from_line( line ))
co_return *r;
}
co_return std::unexpected( resource_lacks_data(resource) );
}
load_data- це посібник, який генерує, std::futureколи відкритий названий ресурс, і нам вдається проаналізувати точку, де ми знайшли запитувані дані.
open_resourceі read_lines - це, ймовірно, асинхронні підпрограми, які відкривають файл і читають з нього рядки. co_awaitПоєднує Призупинення та стан готовності load_dataдо їх прогресу.
Спроби C ++ набагато гнучкіші, ніж це, оскільки вони були реалізовані як мінімальний набір мовних функцій на вершині типів простору користувача. Типи простору користувача ефективно визначають, що co_return co_awaitі що co_yield означає - я бачив, як люди використовують його для реалізації монадичних необов'язкових виразів, щоб a co_awaitна порожній необов'язково автоматично пропонував порожній стан зовнішній необов'язковий:
modified_optional<int> add( modified_optional<int> a, modified_optional<int> b ) {
return (co_await a) + (co_await b);
}
замість
std::optional<int> add( std::optional<int> a, std::optional<int> b ) {
if (!a) return std::nullopt;
if (!b) return std::nullopt;
return *a + *b;
}
