深入浅出 C++20 协程
1. 引言:为什么需要协程?
在传统的 C++ 异步编程中,我们通常依赖:
-
回调函数(Callbacks):容易导致“回调地狱”(Callback Hell),代码难以维护。
-
std::future
/std::promise
:虽然比回调更结构化,但仍需手动管理线程和状态。 -
多线程:线程创建和同步(如
std::mutex
)开销大,容易引发竞态条件。
C++20 协程(Coroutines) 提供了一种更优雅、更高效的异步编程方式,让开发者可以像写同步代码一样编写异步逻辑,同时保持高性能。
2. 什么是协程?
协程(Coroutine) 是一种可以挂起(suspend)和恢复(resume)执行的函数,它允许函数在执行过程中暂停,并在稍后的某个时间点继续执行,而不会丢失局部变量和执行状态。
协程 vs 普通函数
特性 | 普通函数 | 协程 |
---|---|---|
执行方式 | 调用后一直运行到 | 可以暂停( |
状态保存 | 每次调用重新开始 | 暂停时保存局部变量和执行点 |
适用场景 | 同步逻辑 | 异步 I/O、生成器、状态机 |
3. C++20 协程的核心概念
C++20 协程基于三个关键组件:
-
协程函数(Coroutine Function):使用
co_await
、co_yield
或co_return
的函数。 -
协程句柄(Coroutine Handle):用于控制协程的执行(恢复或销毁)。</