Lua协程（coroutine）程序运行分析

这是一段分析 lua 协程（协同程序，coroutine）的代码，来自 Lua reference manual interface（略有修改）：

代码如下:

function foo (a)
    print("foo", a)
    return coroutine.yield(2*a)
end

co = coroutine.create(function (a,b)
   print("co-body1", a, b)
   local r = foo(a+1)
   print("co-body2", r)
   local r, s = coroutine.yield(a+b, a-b)
   print("co-body3", r, s)
   return b, "end"
end)

print("1----")
print("main", coroutine.resume(co, 1, 10))
print("2----")
print("main", coroutine.resume(co, "r"))
print("3----")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))
print("4----")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))

运行效果如下：

代码如下:

1------
co-body1    1   10
foo 2
main    true    4
2------
co-body2    r
main    true    11  -9
3------
co-body3    x   y
main    true    10  end
4------
main    false   cannot resume dead coroutine

这里一共调用了 4 次 resume ，让我们来看看它是怎么运行的。

第一次：

代码如下:

print("main", coroutine.resume(co, 1, 10))

1.执行 print("co-body1", a, b) ，a 和 b 的值为 resume 提供，a=1, b=10 ；
2.计算 a+1=2 ，进入 foo(a) ，同时将刚才的计算结果通过 a 参数传递，执行 print("foo", a)；
3.考虑 return coroutine.yield(2*a) ；
4.计算 2*a=4 ，碰到 yield，挂起 foo(a) 调用，将 4 返回给 resume 。注意，foo 的 return 还没有执行；
5.resume 执行成功，返回 true, 4 。

第二次：

代码如下:

print("main", coroutine.resume(co, "r"))

1.从上一次挂起的 foo(a) 调用开始执行，接着执行没有完成的 return 调用；
2.因为 yield 返回 resume 的调用参数，此时 foo(a+1) 返回的值就是字符串 "r"。这里比较难理解。
因为大家可能会顺理成章地认为 local r 这个变量的值应该是 yield(2*a) 中的 2*a 的值。
需要注意的是， yield 的返回值 与 yield 参数的值 是不同的。
前者你可以将其保存在一个变量中，或者 return 它，或者不使用它（不保存 yield 的返回结果）；后者则是 resume 的返回值。
3.执行 print("co-body2", r) ，r 的值为 "r" ;
4.考虑 local r, s = coroutine.yield(a+b, a-b) ；
5.计算 a+b=11, a-b=-9 ，碰到 yield ，挂起 co 的调用，将 11 和 9 返回给 resume 。注意，此时 local r, s 的赋值还没有开始。
这里不太好理解的是，为什么 a 的值不是 "r" ？因为 "r" 已经被上面的 yield 的返回值给消费掉了。
6.resume 执行成功，返回 true, 11, -9 。

第三次：

代码如下:

print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))

1.从上一次 yield 的地方开始执行，接着执行没有完成的 local r, s = 赋值。上面提到， yield 会返回 resume 的调用参数，因此 r 和 s 的值就是 "x" 和 "y" ；
2.执行 print("co-body3", r, s) 进行打印；
3.考虑 return b, "end" ；
4.b 的值一直都是 10 没有变，这里直接返回了，同时返回的还有 "end" 这个字符串；
5.由于协程函数返回的时候，它的所有返回值都作为 resume 的返回值返回。因此这里的 resume 执行成功，返回 10, "end" 。

第四次：

代码如下:

print("main", coroutine.resume(co, "x", "y"))

由于 co 函数已经返回，它处于 dead 状态，不能 resume ，因此第 4 次 resume 失败。