lua协程实现分析 lua协程原理

相关 API

API 传入参数 返回值 说明

API	传入参数	返回值	说明
create(f)	函数，作为协程运行的主函数	返回创建的协程	如果还需要运行，需要使用resume操作
resume(co,[val1,…])	传入第一个参数是create函数返回的协程，剩下的参数是传递给协程运行的参数。	分两种情况，resume成功的情况下返回true以及上一次 yield函数传入的参数；失败情况下返回false,以及错误信息 第一次执行resume操作时，会从create传入的函数开始执行，之后会在该协程主函数调用yield的下一个操作开始执行，直到整个函数执行完毕。	第一次执行resume操作时，会从create传入的函数开始执行，之后会在该协程主函数调用yield的下一个操作开始执行，直到整个函数执行完毕。调用resume操作必须在主线程中。
runing	空	返回当前正在执行的协程，如果在主线程中被调用，将返回nil
status	空	返回当前协程的状态，有dead,running,suspend,	dead:死亡，runing:正常运行,suspend：挂起
wrap	与create类似，传入协程运行的主函数	返回创建的协程	wrap函数相当于结合了create和resume函数，所不同的是，wrap函数返回的是创建好的协程，下一次直接传入参数调用该协程即可，无需调用resume函数。
yield	变长参数，这些是返回，给此次resume函数的返回值。	返回下一个resume操作传入的参数值	挂起当前协程的运行，调用yield操作，必须在协程中。

测试函数

function foo (a)
    print("foo 函数输出", a)
    return coroutine.yield(2 * a) -- 返回  2*a 的值
end
 
co = coroutine.create(function (a , b)
    print("第一次协同程序执行输出", a, b) -- co-body 1 10
    local r = foo(a + 1)
     
    print("第二次协同程序执行输出", r)
    local r, s = coroutine.yield(a + b, a - b)  -- a，b的值为第一次调用协同程序时传入
     
    print("第三次协同程序执行输出", r, s)
    return b, "结束协同程序"                   -- b的值为第二次调用协同程序时传入
end)
        
print("main", coroutine.resume(co, 1, 10)) -- true, 4
print("--分割线----")
print("main", coroutine.resume(co, "r")) -- true 11 -9
print("---分割线---")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- true 10 end
print("---分割线---")
print("main", coroutine.resume(co, "x", "y")) -- cannot resume dead coroutine
print("---分割线---")

上面测试案例 可以看到Lua中的 协程运行原理， 每次 resume，会从主函数里取 一个yield,并取得 yield的返回值。每次 取玩，yield就失效了，当没得取的时候， 协程就已经是死的了。

其中关键的就是，resume 和yield 之间的 数据交换。

从 from 协程中移动 n 个到 to 协程中。
创建协程在 函数 luaB_cocreate中。

在5.3中协程相关被集成到 lcorolib.c 里。
而在旧版本中 对应的脚本位置是在 lbaselib.c

lcorolib.c 5.3

static int luaB_cocreate (lua_State *L) {
  lua_State *NL;
  luaL_checktype(L, 1, LUA_TFUNCTION);
  NL = lua_newthread(L);
  lua_pushvalue(L, 1);  /* move function to top */
  lua_xmove(L, NL, 1);  /* move function from L to NL */
  return 1;
}

它做的事情：

• 检查类型，必须是一个函数对象。
• 创建 lua_State 结构体
• 移动函数到栈顶，
• 将该函数从当前的lua_State移动到新创建的协程lua_State(NL)中。

lapi.c ，lua_xmove

LUA_API void lua_xmove (lua_State *from,lua_State *to,int n)
{
    int i; 
    if (from == to) return;
    lua_lock(to);
    api_checknelems(from,n);
    api_check(from,G(from)== G(to))	;
    api_check(from,to->ci->top - to-top >=n);
    from->top -=n;
    for(i =0;i<n;i++)
    {
        setobj2s(to,to->top++,from->top+i);
    }
    
    lua_unlock(to);
}

它主要就是实现了resume和yield函数的参数 两者之间的协程数据交换。

lua协程的执行流程

• luaB_coresume 等待协程重新开始
• lua_xmove 移动数据交换
• lua_resume
• luaV_execute
• luaB_yield
• lua_xmove
• luaB_coresume