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七、Lua中的协同程序

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Lua中的协同程序|果冻想



本文是对于“果冻想”的《Lua入门系列》所作笔记，原文来自上面链接。

协同程序基础

Lua将所有关于协同程序的函数放置在一个名为“coroutine”的table中。函数create用于创建新的协同程序，它只有一个参数，就是一个函数。该函数的代码就是协同程序需要执行的内容。create会返回一个thread类型的值，用以表示 新的协同程序，一般create的参数是一个匿名函数，例如以下代码： 
   
   
  1. local co = coroutine.create(function() print("hello world") end)

一个协同程序可以有四种不同的状态：挂起(suspended)、运行(running)、死亡(dead)和正常(normal)。当新创建一个协同程序时，它处于挂起状态。 

   
   
  1. local co = coroutine.create(function() print("hello world") end)
  2. print(coroutine.status(co)) -- suspended

函数coroutine.resume用以启动或再次启动一个协同程序的执行，并将其状态有挂起改为运行： 

   
   
  1. local co = coroutine.create(function() print("hello world") end)
  2. print(coroutine.status(co)) -- suspended
  3. coroutine.resume(co)	-- hello world

调用了resume函数，将协同程序由suspended改为running状态，当打印了hello world之后，协同程序就处于死亡状态。

协同程序的真正强大之处在于函数yield的使用上，该函数可以让一个运行中的协同程序挂起，而之后可以再恢复它的运行。 
   
   
  1. local co = coroutine.create(function ()
  2.      for i = 1, 3 do
  3.           print("co", i)
  4.           coroutine.yield()
  5.      end
  6. end)
  8. -- 打印初始状态
  9. print(coroutine.status(co))     -- suspended
  11. -- 唤醒协同程序co
  12. coroutine.resume(co)     -- 打印co 1
  14. -- 打印协同程序的状态
  15. print(coroutine.status(co))     -- suspended
  17. -- 再次唤醒协同程序co
  18. coroutine.resume(co)     -- 打印co 2
  20. -- 打印协同程序的状态
  21. print(coroutine.status(co))     -- suspended
  23. coroutine.resume(co)     -- 打印co 3
  25. coroutine.resume(co)     -- 什么都不打印
  26. print(coroutine.status(co))     -- dead
  27. coroutine.resume(co)

Lua的协同程序可以通过一对resume-yield来交换数据。在第一次调用resume时，并没有对应的yield在等待它，因此所有传递给resume的额外参数都视为协同程序主函数的参数： 
   
   
  1. local co = coroutine.create(function(a, b, c)
  2. 	print("co", a, b, c)
  3. end)
  4. coroutine.resume(co, 1, 2, 3)	-- co 1 2 3

当协同程序中存在yield时，一切就变的复杂了，先来分析一下这个流程：
1、调用resume，将协同程序唤醒；
2、协同程序运行；
3、运行到yield语句；
4、yield挂起协同程序，第一次resume返回；（注意：此处yield返回，参数是resume的参数）
5、第二次resume，再次唤醒协同程序；（注意：此处resume的参数中，除了第一个参数，剩下的参数将作为yield的参数）
6、yield返回；
7、协同程序继续运行； 

   
   
  1. function foo (a)
  2.     print("foo", a)  -- foo 2
  3.     return coroutine.yield(2 * a) -- return 2 * a
  4. end
  6. co = coroutine.create(function (a , b)
  7.     print("co-body", a, b) -- co-body 1 10
  8.     local r = foo(a + 1)
  10.     print("co-body2", r)
  11.     local r, s = coroutine.yield(a + b, a - b)
  13.     print("co-body3", r, s)
  14.     return b, "end"
  15. end)
  17. print("main", coroutine.resume(co, 1, 10)) -- true, 4
  18. print("------")
  19. print("main", coroutine.resume(co, "r")) -- true 11 -9
  20. print("------")
  21. print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- true 10 end
  22. print("------")
  23. print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- false cannot resume dead coroutine
  24. print("------")

生产者-消费者问题

   
   
  1. local newProductor
  3. function productor()
  4.      local i = 0
  5.      while true do
  6.           i = i + 1
  7.           send(i)     -- 将生产的物品发送给消费者
  8.      end
  9. end
  11. function consumer()
  12.      for i = 1,10 do
  13.           local status, value = coroutine.resume(newProductor)     -- 从生产者那里得到物品
  14.           print(value)
  15.      end
  16. end
  18. function send(x)
  19.      coroutine.yield(x)     -- x表示需要发送的值，值返回以后，就挂起该协同程序
  20. end
  22. -- 启动程序
  23. newProductor = coroutine.create(productor)
  24. consumer()


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