C++20协程解析 - 吴咏炜在CPP-Summit 2019的演讲

“CPP-Summit 2019 - 吴咏炜 - 深入浅出 C++20 协程.pdf” 这篇文档聚焦于C++20中引入的新特性——协程（Coroutines）。协程是一种编程概念，它扩展了传统子程序的概念，允许在执行过程中暂停和恢复，从而支持更高效、低开销的并发和异步编程。相比于线程或进程，协程通常更加轻量级，因为它们不需要完整的上下文切换。 在文档中，通过对比Python中的生成器（Generators）来解释协程的工作原理。Python的生成器是一个可以暂停执行并保留状态的函数，通过`yield`语句实现。例如，给出的`fibonacci`生成器能够无限生成斐波那契数列，用户可以通过迭代或条件判断控制其输出。 在C++中实现类似功能需要更复杂的机制。C++20引入了协程，使得开发者可以创建类似于Python生成器的自定义迭代器。文档中展示了如何分解Python的生成器函数，转化为C++的协程实现。这包括定义一个类`fibonacci`，其中包含迭代器类`iterator`和结束标记类`sentinel`。`begin()`和`end()`函数分别返回迭代器和结束标记，而迭代器类需要实现相关操作以支持协程的暂停和恢复。 虽然文档没有展示完整的C++协程实现，但可以推断迭代器类`iterator`将需要使用C++20的协程特性，如`co_yield`关键字来产生序列值，并且可能需要维护内部状态来保存执行上下文。协程的这种设计允许在执行过程中安全地挂起和恢复，而不会丢失局部变量的状态，从而在C++中实现类似Python生成器的行为。 C++20的协程是一个强大的工具，它简化了异步编程和资源管理，使开发者能够编写更加高效和易于理解的代码，特别是在处理大量并发任务或流式数据时。通过学习和掌握协程，C++开发者可以更好地利用现代硬件资源，提高软件性能，并降低编程复杂性。