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Lua 学习笔记(九)协同程序(线程thread)

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

     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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