协同程序与线程thread差不多,也就是一条执行序列,拥有自己独立的栈、局部变量和命令指针,同时又与其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。从概念上讲线程与协同程序的主要区别在于,一个具有多个线程的程序可以同时运行几个线程,而协同程序却需要彼此协作的运行。也就是说多个协同程序在任意时刻只能运行一个协同程序,只有当正在运行的协同程序显式的要求挂起时,它的执行才会暂停。
一、协同程序coroutine
Lua将所有关于协同程序的函数放置在一个名为“coroutine”的table中。
1、coroutine.create创建一个thread类型的值表示新的协同程序,返回一个协同程序。
2、coroutine.status检查协同程序的状态(挂起suspended、运行running、死亡dead、正常normal)。
3、coroutine.resume启动或再次启动一个协同程序,并将其状态由挂起改为运行。
4、coroutine.yield让一个协同程序挂起。
5、coroutine.wrap同样创建一个新的协同程序,返回一个函数。
创建协同程序:create函数,接受一个函数值作为协同程序的执行内容,并返回一个协同程序。
启动或再次启动一个协同程序:resume函数,接受一个协同程序及一个或多个参数用于值传递给协同程序。
挂起协同程序:yield函数,让一个协同程序挂起,并等待下次恢复它的运行。它可以接受resume函数传递进来的所有参数。
关于wrap函数的使用,wrap函数比create函数更易使用。它提供了一个对于协同程序编程实际所需的功能,即一个可以唤醒协同程序的函数。但也缺乏灵活性。无法检查wrap所创建的协同程序的状态,此外,也无法检测出运行时的错误。
各种协同状态的演示:
首先,Lua提供的是一种:”非对称的协同程序“。也就是说,Lua提供了两个函数来控制协同程序的执行,一个用于挂起执行,另一个用于恢复执行。而一些其他的语言则提供了”对称的协同程序“,其中只有一个函数用于转让协同程序之间的执行权。
二、管道与过滤器filter
关于协同程序的示例就是”生产者--消费者“的问题。其中涉及到两个函数,一个函数不断的产生值,另一个函数不断的消费这些值。当消费者需要一个新的值时,它唤醒生产者。生产者返回一个新值后停止运行,等待消费者的再次唤醒。这种设计称为”消费者驱动“。通过resume—yield 函数之间的值交换可以轻易的实现程序。
过滤器filter,是一种位于生产者与消费者之间的处理功能,可以进行数据转换。它既是消费者又是生产者,它唤醒生产者促使其生产新值,然后又将变换后的值传递给消费者。
1 --管道与过滤器filter 2 --生产者与消费者通过过滤器进行值传递 3 --这种模式通过消费者驱动生产者进行产生。 4 5 --计数器函数 6 function getCount( x ) 7 return function() 8 x=x+1 9 return x 10 end 11 end 12 --创建闭合计数器 13 local count = getCount(0) 14 --发送新值 15 function send(x) 16 coroutine.yield(x) 17 end 18 --启动一个协同程序 19 function receive( pro ) 20 local status,value = coroutine.resume( pro ) 21 return value 22 end 23 --生产者 24 function producter() 25 while true do 26 send( count() ) 27 end 28 end 29 --过滤器,接受一个生产者 30 function filter( pro ) 31 local x = 0 32 return function() 33 while true do 34 x = receive( pro ) 35 send(x) 36 end 37 end 38 end 39 --消费者,接受一个生产者协同程序及控制条件,控制条件防止死循环 40 --假设有100个消费者,驱动生产者来生产 41 function consumer( pro,num ) 42 local x = 0 43 while x < num do 44 x = receive( pro ) 45 print( x ) 46 end 47 end 48 49 local pro = coroutine.create( producter ) 50 local fil = coroutine.create( filter( pro ) ) 51 consumer( fil,100 ) 52 53 print( "消费者协同程序状态:",coroutine.status(pro) ) 54 print( "生产者协同程序状态:",coroutine.status(fil) )
三、协同程序实现的迭代器
通过“生产者—消费者”模型可以很轻松的创建迭代器,同样是通过协同程序来进行控制。
--以协同程序实现Lua迭代器 local tab = { 1,2,3,4,5,6 } function corFun( tab,num ) num = num or 0 return function() while true do num = num +1 if( num > #tab ) then return end coroutine.yield(tab[num]) end end end function cor( tab ) local cor = coroutine.create( corFun( tab ) ) return function ()--迭代器 local status,value = coroutine.resume( cor ) return value end end for v in cor( tab ) do if v then print(v) else break end end
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