本文接着探讨准备进入C++20的Coroutine。

如何理解Coroutine

上一篇文章提到，Coroutine和普通函数有所不同，可以多次挂起和恢复，所以需要用和对待普通函数不同的眼光来看待Coroutine。普通函数单入单出，如果把普通函数比作一个巧克力球，那么这个巧克力球就是那种可以一口吃掉的巧克力球。而Coroutine则，则可以看成那种可以分为小份的巧克力块，可以每次支持一个小份。成功理解这点是理解Coroutine的关键。分成多份的巧克力块可以给同一个人分多次吃，这其实相当于Coroutine中类似Generator的应用。如果把巧克力块其中的某些份分给其他人吃，这就相当于把函数的不同部分分给不同的线程来运行。当然，写Coroutine的人可以决定巧克力块的食用顺序。有的人会觉得好吃的巧克力为什么要分给别人吃？如果吃巧克力是一种工作的话，那么找人分担是不是一种更好的做法呢？

简而言之，可以把Coroutine当成是多个函数拼接在一起所生成的一种新的形态，就像乐高积木那样。

如何让普通函数成为Coroutine

那么在C++中，如何让普通的函数成为Coroutine呢？很简单，只要使用到了co_await、co_yeild、co_return这三个关键字中的一个，这个函数就会被编译器当作Coroutine。

来看下面这一个例子：

future<void> sweet() {
cout << "header" << endl;
co_await suspend_always{};
cout << "middle" << end;
co_await suspend_always{};
cout << "footer" << endl;
}

上面示意的例子中，用到了两个co_await suspend_always{}语句，每个语句其实创建了一个Coroutine的挂起点。执行co_await suspend_always{}之后，该Coroutine被挂起而停止执行，直到被恢复为止。而两个co_await suspend_always{}把该Coroutine分成了三份，执行后分别为输出header、middle以及footer。

suspend_always目前定义在std::experimental空间，用于co_await时会挂起coroutine。它还有个兄弟叫做suspend_never，执行co_await的时候不会挂起，相当于没有效果，在特殊的情境下有用。

如果一个函数时Coroutine，编译器会对其添油加醋，上面的sweet()例子会被扩展成：

future<void> sweet()
{
  __sweet_context* __context = new __sweet_context{};
  __return = __context->_promise.get_return_object();
  co_await __context->_promise.initial_suspend();

  cout << "header" << endl;
  co_await suspend_always{};
  cout << "middle" << end;
  co_await suspend_always{};
  cout << "footer" << endl;

__final_suspend_label:
  co_await __context->_promise.final_suspend();
}

上面的例子参考自Introduction to C++ Coroutines Slides。其中__sweet_context时编译器生成的一个上下文，用于保存coroutine挂起还原时所需要的动态空间（如果不需要这个空间，编译器完全可以把这个分配操作优化掉）。sweet()的返回类型是future<void>，但实际上，该返回类型是通过__return = __context->_promise.get_return_object();创建的__return对象。

在正式执行coroutine之前，会先执行 co_await __context->_promise.initial_suspend();来判断是否要一开始就挂起coroutine，如果不需要，那么initial_suspend()可以返回suspend_never对象。在coroutine结束之前，则会执行co_await __context->_promise.final_suspend();，看是否需要结束前挂起。总之，编译器对coroutine的拆分程度，比你想象得高。

initial_suspend和final_suspend都来自__context->_promise，那么_promise是什么类型呢？其实_promise的类型来自于future<void>。编译器会去futuer<void>下搜寻是否有struct promise_type，如果有，则把它当作_promise的类型。

欲知struct promise_type的具体内容，请听下回分解。

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（本篇完）