Lua中的协同程序探究

哎,周五晚上我都还这么努力看书,真是好孩子。(小若:不想吐槽了)

其实我都准备玩游戏看电影去的了,但是这书就摆在桌子上,而且正对着我,就想着,扫两眼吧。

结果一扫就不对劲了,因为这内容有点绕,有点小混乱,如果我现在不记录下来的话,下周一可能又要重新看一次了。
 
好吧,今天我们来聊聊协同程序。

1.什么是协同程序(coroutinue)

大家都知道线程吧?都知道多线程吧?协同程序就和这线程差不多,但是又有比较明显的区别。

多个协同程序在任意时刻只能执行一个,虽然线程在某种意义上也是这样,但这不是一样的概念。

换句话说,一个协同程序在运行的时候,其他协同程序是无法获得执行的机会的。
只有正在运行的协同程序主动挂起时,其他协同程序才有机会执行。
 
而线程呢?即使不主动休眠,也很有可能因为轮片时间到达而把执行机会让给其他线程。

2.创建协同程序

创建协同程序很简单,咋一看,其实和线程没差别~
代码如下:

代码如下:

local co = coroutine.create(function() print("hello coroutine"); end);

协同的程序的操作都在coroutine里,create函数的参数就是协同程序要执行的函数,就这么运行代码是没有效果的。

因为协同程序创建后,默认是挂起状态。

协同程序的四种状态分别为:挂起(suspended)、运行(running)、死亡(dead)、正常(normal)。
 
要想协同程序运行起来,就要调用resume函数。
如下代码:

代码如下:

local co = coroutine.create(function() print("hello coroutine"); end);
    coroutine.resume(co);

输出结果如下:

代码如下:

[LUA-print] hello coroutine

3.更像样的协同程序

刚刚那个协同程序太简陋的,没有任何作用,直接打印一条语句之后就结束了,同时它的状态也变成了死亡状态。

我们来一个帅一点的协同程序:

代码如下:

local co = coroutine.create(function()
        for i = 1, 2, 1 do
            print("木头挺聪明的+" .. i);
        end
    end);
    coroutine.resume(co);

运行结果如下:

代码如下:

[LUA-print] 木头挺聪明的+1
[LUA-print] 木头挺聪明的+2

所以我就说,电脑就是诚实,这日志打印的,真好看(小若:我们不要理这个神经病了)

4.让协同程序挂起——yield

既然协同程序和线程差不多,那肯定不能让协同程序一次过执行完毕了,这就没有意义了。
我们来看看怎么让协同程序挂起,如下代码:

代码如下:

local co = coroutine.create(function()
        for i = 1, 2, 1 do
            print("木头挺聪明的+" .. i);
            coroutine.yield();
        end
    end);
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));

输出结果如下:

代码如下:

[LUA-print] 木头挺聪明的+1
[LUA-print] suspended

这回就只输出了一条日志就停止了,后面我们还调用了status函数,打印协同程序当前的状态,suspended即为挂起状态。

因为这个协同程序还没有执行完毕,所以只能是挂起状态。
 
那么,如果让这协同程序继续执行呢?很简单,再次调用resume函数,如代码:

代码如下:

local co = coroutine.create(function()
        for i = 1, 2, 1 do
            print("木头挺聪明的+" .. i);
            coroutine.yield();
        end
    end);
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));
  
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));
  
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));

这次有点复杂了,先看看输出结果:

代码如下:

[LUA-print] 木头挺聪明的+1
[LUA-print] suspended
[LUA-print] 木头挺聪明的+2
[LUA-print] suspended
[LUA-print] dead

我一共执行了三次resume函数,但很显然,这个协同程序的for循环只会执行2次。

那为什么第二次resume执行之后,协同程序的状态还是挂起呢?不应该是结束了么?结束了就应该是死亡状态了。

而第三次执行resume之后,反而没有任何输出,此时的状态才真正切换到死亡状态。
 
这是为什么呢?(小若:赶紧说,不说我看电影去了)
再来这么看看就明白了,加几条打印代码:

代码如下:

local co = coroutine.create(function()
        for i = 1, 2, 1 do
            print("木头挺聪明的+" .. i);
            coroutine.yield();
            print("一次循环结束");
        end
        print("协同程序结束");
    end);
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));
  
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));
  
    coroutine.resume(co);
    print(coroutine.status(co));

输出结果如下:

代码如下:

[LUA-print] 木头挺聪明的+1
[LUA-print] suspended
[LUA-print] 一次循环结束
[LUA-print] 木头挺聪明的+2
[LUA-print] suspended
[LUA-print] 一次循环结束
[LUA-print] 协同程序结束
[LUA-print] dead

这就很明显了,在协同程序里调用yield函数时,会被挂起,而yield函数的返回要等下一次调用resume函数时才能得到。

所以,yield函数下面的print语句在下一次的resume调用时才被执行。

又所以,当for循环第二次执行时,协同程序被挂起,需要等待再一次resume时,for循环才能真正执行完毕。

这就是这段代码的特殊之处了。

5.resume操作的返回值

其实resume函数是有返回值的。
我们试试运行下面的代码:

代码如下:

local co = coroutine.create(function()
        for i = 1, 2, 1 do
            coroutine.yield();
        end
    end);
    local result, msg = coroutine.resume(co);
    print(result);
    print(msg);

输出结果如下:

代码如下:

[LUA-print] true
[LUA-print] nil

resume返回两个值,第一个值代表协同程序是否正常执行,第二个返回值自然是代表错误信息。
我们试试让协同程序出现错误:

代码如下:

local co = coroutine.create(function()
        error("呵呵,报错了吧");
    end);
    local result, msg = coroutine.resume(co);
    print(result);
    print(msg);

输出结果如下:

代码如下:

[LUA-print] false
[LUA-print] [string "src/main.lua"]:91: 呵呵,报错了吧

6.结束

好了,虽然我已经写了这么多了,但是我真正想记录的东西还没开始写呢~!
我了个噗,今晚我还能不能好好玩了…
好吧,内容有点多,下一篇继续…

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