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中的协程是什么？

它与“Parallelism2”或/和“Concurrency2”有什么不同（看下图）？

下图来自 ISOCPP。

https://isocpp.org/files/img/wg21-timeline-2017-03.png

在此处输入图像描述

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在抽象层面上，协程将拥有执行状态的想法与拥有执行线程的想法分开。

SIMD（单指令多数据）有多个“执行线程”，但只有一个执行状态（它只适用于多个数据）。可以说并行算法有点像这样，因为你有一个“程序”在不同的数据上运行。

线程有多个“执行线程”和多个执行状态。你有不止一个程序和不止一个执行线程。

协程有多种执行状态，但不拥有执行线程。你有一个程序，程序有状态，但它没有执行线程。

协程最简单的例子是其他语言的生成器或枚举。

在伪代码中：

function Generator() {
  for (i = 0 to 100)
    produce i
}

被Generator调用，第一次调用时返回0。它的状态被记住（有多少状态随协同程序的实现而变化），下次调用它时，它会从中断的地方继续。所以它下次返回 1。然后2。

最后它到达循环的末尾并从函数的末尾掉下来；协程完成。（这里发生的事情因我们所谈论的语言而异；在 python 中，它会引发异常）。

协程为 C++ 带来了这种能力。

有两种协程；堆叠和无堆叠。

无堆栈协程仅在其状态和执行位置中存储局部变量。

堆栈式协程存储整个堆栈（如线程）。

无堆栈协程可以非常轻量级。我读到的最后一个建议基本上是把你的函数重写成有点像 lambda 的东西。所有局部变量都进入对象的状态，标签用于跳转到协程“产生”中间结果的位置/从该位置跳转。

产生值的过程称为“yield”，因为协程有点像协作多线程；您正在将执行点交还给调用者。

Boost 有一个堆栈协程的实现；它可以让你调用一个函数来为你让步。堆栈式协程更强大，但也更昂贵。

协程不仅仅是一个简单的生成器。您可以在协程中等待一个协程，这可以让您以一种有用的方式组合协程。

协程，如 if、循环和函数调用，是另一种“结构化 goto”，可以让您以更自然的方式表达某些有用的模式（如状态机）。

C++中Coroutines的具体实现有点意思。

在最基本的层面上，它向 C++ 中添加了一些关键字: co_return co_await co_yield，以及一些与它们一起使用的库类型。

一个函数通过在其主体中包含其中一个而成为协程。因此，从他们的声明来看，它们与函数没有区别。

当在函数体中使用这三个关键字之一时，会发生一些标准强制检查返回类型和参数，并将函数转换为协程。这种检查告诉编译器在函数挂起时将函数状态存储在哪里。

最简单的协程是生成器：

generator<int> get_integers( int start=0, int step=1 ) {
  for (int current=start; true; current+= step)
    co_yield current;
}

co_yield暂停函数执行，将该状态存储在 中，然后通过.generator<int>返回 的值。currentgenerator<int>

您可以遍历返回的整数。

co_await同时让您将一个协程拼接到另一个协程上。如果您在一个协程中，并且在继续之前需要等待的事情（通常是协程）的结果，那么您co_await就可以了。如果他们准备好了，您立即进行；如果没有，您将暂停，直到您等待的可等待对象准备好。

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_datastd::future是一个协程，它会在打开命名资源并且我们设法解析到我们找到请求的数据的位置时生成一个。

open_resource和read_lines 可能是打开文件并从中读取行的异步协程。将co_await挂起和就绪状态load_data与他们的进度联系起来。

C++ 协程比这更灵活，因为它们是作为用户空间类型之上的最小语言特性集实现的。用户空间类型有效地定义了什么co_return co_await和co_yield 意思——我见过人们用它来实现单子可选表达式，这样co_await一个空可选的 a 会自动将空状态传播到外部可选：

modified_optional<int> add( modified_optional<int> a, modified_optional<int> b ) {
  co_return (co_await a) + (co_await b);
}

代替

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;
}
于 2017-05-29T14:05:40.313 回答
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协程就像一个 C 函数，它有多个 return 语句，当第二次调用时，它不会在函数的开头开始执行，而是在前一次执行 return 之后的第一条指令处开始执行。此执行位置与所有自动变量一起保存在非协程函数中的堆栈上。

Microsoft 之前的实验性协程实现确实使用了复制的堆栈，因此您甚至可以从深层嵌套函数返回。但是这个版本被 C++ 委员会拒绝了。例如，您可以使用 Boosts 光纤库获得此实现。

于 2017-11-04T01:39:58.367 回答
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协程应该是（在 C++ 中）能够“等待”其他例程完成并为暂停、暂停、等待的例程继续执行所需的任何功能的函数。C++ 人最感兴趣的特性是协程理想情况下不占用堆栈空间……C# 已经可以使用 await 和 yield 执行类似的操作，但 C++ 可能必须重新构建才能使用。

并发主要关注关注点的分离，其中关注点是程序应该完成的任务。这种关注点的分离可以通过多种方式实现……通常是某种委托。并发的想法是许多进程可以独立运行（关注点分离），并且“侦听器”会将这些分离的关注点产生的任何内容引导到它应该去的任何地方。这在很大程度上依赖于某种异步管理。有许多并发方法，包括面向方面的编程和其他方法。C# 有'delegate' 操作符，它工作得很好。

并行性听起来像并发，可能会涉及，但实际上是一种物理结构，涉及许多处理器，这些处理器或多或少地以并行方式排列，软件能够将部分代码引导到将运行它的不同处理器并接收返回结果同步。

于 2017-04-19T18:55:51.077 回答