Lua基礎之協同程式(coroutine)
Lua 協同程式(coroutine)
什麼是協同(coroutine)？
Lua 協同程式(coroutine)與執行緒比較類似：擁有獨立的堆疊，獨立的區域性變數，獨立的指令指標，同時又與其它協同程式共享全域性變數和其它大部分東西。
協同是非常強大的功能，但是用起來也很複雜。
執行緒和協同程式區別
執行緒與協同程式的主要區別在於，一個具有多個執行緒的程式可以同時執行幾個執行緒，而協同程式卻需要彼此協作的執行。
在任一指定時刻只有一個協同程式在執行，並且這個正在執行的協同程式只有在明確的被要求掛起的時候才會被掛起。
協同程式有點類似同步的多執行緒，在等待同一個執行緒鎖的幾個執行緒有點類似協同。
基本語法
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方法 |
描述 |
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coroutine.create() |
建立coroutine，返回coroutine， 引數是一個函式，當和resume配合使用的時候就喚醒函式呼叫 |
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coroutine.resume() |
重啟coroutine，和create配合使用 |
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coroutine.yield() |
掛起coroutine，將coroutine設定為掛起狀態，這個和resume配合使用能有很多有用的效果 |
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coroutine.status() |
檢視coroutine的狀態注：coroutine的狀態有三種：dead，suspend，running，具體什麼時候有這樣的狀態請參考下面的程式 |
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coroutine.wrap（） |
建立coroutine，返回一個函式，一旦你呼叫這個函式，就進入coroutine，和create功能重複 |
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coroutine.running() |
返回正在跑的coroutine，一個coroutine就是一個執行緒，當使用running的時候，就是返回一個corouting的執行緒號 |
以下例項演示了以上各個方法的用法：
- coroutine_test.lua 檔案
co = coroutine.create(
function(i)
print(i);
end
)
coroutine.resume(co, 1) -- 1
print(coroutine.status(co)) -- dead
print("----------")
co = coroutine.wrap(
function(i)
print(i);
end
)
co(1)
print("----------")
co2 = coroutine.create(
function()
for i=1,10 do
print(i)
if i == 3 then
print(coroutine.status(co2)) --running
print(coroutine.running()) --thread:XXXXXX
end
coroutine.yield()
end
end
)
coroutine.resume(co2) --1
coroutine.resume(co2) --2
coroutine.resume(co2) --3
print(coroutine.status(co2)) -- suspended
print(coroutine.running())
print("----------")
coroutine.running就可以看出來,coroutine在底層實現就是一個執行緒。
當create一個coroutine的時候就是在新執行緒中註冊了一個事件。
當使用resume觸發事件的時候，create的coroutine函式就被執行了，當遇到yield的時候就代表掛起當前執行緒，等候再次resume觸發事件。
接下來我們分析一個更詳細的例項：
function foo (a)
print("foo 函式輸出", a)
return coroutine.yield(2 * a) -- 返回 2*a 的值
end
co = coroutine.create(function (a , b)
print("第一次協同程式執行輸出", a, b) -- co-body 1 10
local r = foo(a + 1)
print("第二次協同程式執行輸出", r)
local r, s = coroutine.yield(a + b, a - b) -- a，b的值為第一次呼叫協同程式時傳入
print("第三次協同程式執行輸出", r, s)
return b, "結束協同程式" -- b的值為第二次呼叫協同程式時傳入
end)
print("main", coroutine.resume(co, 1, 10)) -- true, 4
print("--分割線----")
print("main", coroutine.resume(co, "r")) -- true 11 -9
print("---分割線---")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- true 10 end
print("---分割線---")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- cannot resume dead coroutine
print("---分割線---")
以上例項接下如下：
· 呼叫resume，將協同程式喚醒,resume操作成功返回true，否則返回false；
· 協同程式執行；
· 執行到yield語句；
· yield掛起協同程式，第一次resume返回；（注意：此處yield返回，引數是resume的引數）
· 第二次resume，再次喚醒協同程式；（注意：此處resume的引數中，除了第一個引數，剩下的引數將作為yield的引數）
· yield返回；
· 協同程式繼續執行；
· 如果使用的協同程式繼續執行完成後繼續呼叫 resume方法則輸出：cannot resume dead coroutine
resume和yield的配合強大之處在於，resume處於主程中，它將外部狀態（資料）傳入到協同程式內部；而yield則將內部的狀態（資料）返回到主程中。
生產者-消費者問題
現在我就使用Lua的協同程式來完成生產者-消費者這一經典問題。
local newProductor
function productor()
local i = 0
while true do
i = i + 1
send(i) -- 將生產的物品傳送給消費者
end
end
function consumer()
while true do
local i = receive() -- 從生產者那裡得到物品
print(i)
end
end
function receive()
local status, value = coroutine.resume(newProductor)
return value
end
function send(x)
coroutine.yield(x) -- x表示需要傳送的值，值返回以後，就掛起該協同程式
end
-- 啟動程式
newProductor = coroutine.create(productor)
consumer()