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对lua协程的一点理解

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

读《Programming In Lua》协程那一章,比较困惑的还是procuer-consumer那个例子:

function consumer(prod)
    while true do
        local x = receive(prod)
        print(x)
    end
end

function receive(prod)
    local status, value = coroutine.resume(prod)
    return value
end

function send(x)
    coroutine.yield(x) -- go back to where resumed
end

function producer()
    return coroutine.create(function()
        while true do
            local x = io.read()
            send(x)
        end
    end)
end

-- consumer-driven design
consumer(producer())

producer产生数据,consumer消费数据,producer与consumer都在各自的协程中完成, 代码很短,但是很难读 - 至少不是那么一目了然,尤其比起这个直接的循环:

function produce()
    return io.read()
end

function consume(x)
    print(x)
end

while true do
    local x = produce()
    consume(x)
end

好在哪里?

书中说可以添加缓存控制速度,或者进行数据过滤 - 但是这在循环版本的producer-consumer中也都能做到,无非在在实现produce是多些逻辑,或者再加个filter的函数处理produce的返回值,协程版本毫无优势可言。

实在要说其优点,恐怕只是:producer和consumer的代码在各自的协程中实现,并通过resume-yield交换数据 - 实现了松耦合。这是个优点,可以还是不太满意,再往下看时,看到了全排列那个例子,稍作修改,让我比较直观的感觉到了协程这种控制结构的灵活性:

function send(a)
    coroutine.yield(a)
end

function receive(prod)
    local status, value = coroutine.resume(prod)
    return value
end

function consumer(prod)
    local function print_result(a)
        for _, v in ipairs(a) do
            io.write(v, " ")
        end
        io.write('\n')
    end
    
    while true do
        local a = receive(prod)
        if not a then break end
        print_result(a)
    end
end


function producer(a)
    function permgen(a, n)
        if n == 0 then
            send(a) -- send something for consuming from an recursive call
        else
            for i=1, n do
                a[n], a[i] = a[i], a[n]
                permgen(a, n-1)
                a[n], a[i] = a[i], a[n]
            end
        end
    end

    local n = table.getn(a)
    return coroutine.create(function() permgen(a, n) end)
end

consumer(producer({1,2,3,4}))

这里全排列采用了递归算法:对数组中的每个元素,把它交换到数组末尾,然后对前n-1个元素的子数组做同样的事,当n==0时,输出一个排列。

这个在produce的时候,因为在一个递归调用中,你无法一个个返回:

  • 要么每找到一个,直接在里面处理 - 这样produce-consume的结构就有点混淆在一起;
  • 或者先把结果保存在一个共享内存中,产生全部排列后,再逐个处理 - 这样要另外开辟空间,流程上感觉也不够简洁。

于是,协程的有点就显现出来了,不同于简单函数中的return,协程可以在找到一个排列后,yield挂起本协程并返回该排列,返回到原来resume这个协程的代码处,取得数据进行consume,然后继续resume进入协程获取排列 - 通过协程灵活控制流程并传递数据,十分漂亮。

所以,那个循环版本的问题是:并不是所有produce的数据,都可以简单的return回来的。


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