怎么理解coroutine ?

coroutine 和多线程的概念搞不太清楚,在网上也搜不到很好的文章解释这个概念,哪位高手能解释一下?
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用户控制切换,自动保存上下文状态,切换之间可以通过参数通信,可用同步的方式实现异步。这是我理解中的协程最重要的几个特征。
我刚刚写了一篇关于coroutine的博客,顺便把内容分享过来吧

排版还是不好,在博客上有详细版:理解Lua中最强大的特性-coroutine(协程)

coroutine基础



Lua所支持的协程全称被称作协同式多线程(collaborative multithreading)。Lua为每个coroutine提供一个独立的运行线路。然而和多线程不同的地方就是,coroutine只有在显式调用yield函数后才被挂起,同一时间内只有一个协程正在运行。

Lua将它的协程函数都放进了coroutine这个表里,其中主要的函数如下



摘取一段云风的代码来详尽解释协程的工作机制,在这段代码中,展示了main thread和协程co之间的交互:


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"))

下面是运行结果


co-body 1 10

foo 2

main true 4

co-body r

main true 11, -9

co-body x y

main false 10 end

main false cannot resume dead coroutine


coroutine和subroutine(子例程)的比较



子例程的起始处是唯一的入口点,一旦return就完成了子程序的执行,子程序的一个实例只会运行一次。

但是协程不一样,协程可以使用yield来切换到其他协程,然后再通过resume方法重入(reenter)到上次调用yield的地方,并且把resume的参数当成返回值传给了要重入(reenter)的协程。但是coroutine的状态都没有被改变,就像一个可以多次返回的subroutine。


coroutine的和callback的比较



coroutine经常被用来和callback进行比较,因为通常来说,coroutine和callback可以实现相同的功能,即异步通信,比如说下面的这个例子:

bob.walto(function (  )
    bob.say(function (  )
        jane.say("hello")
    end,"hello")
end, jane)

用coroutine则可以这么实现

function runAsyncFunc( func, ... )
    local current = coroutine.running
    func(function (  )
        coroutine.resume(current)
    end, ...)
    coroutine.yield()
end

coroutine.create(function (  )
    runAsyncFunc(bob.walkto, jane)
    runAsyncFunc(bob.say, "hello")
    jane.say("hello")
end)

coroutine.resume(co)
为什么?