第 7 章：协程

Jul 1, 2024

7.1 协程的概念和应用场景

核心概念： 协程（Coroutine）是一种轻量级的线程，可以在执行过程中暂停和恢复，用于实现并发和异步编程。
与线程的区别：
- 线程由操作系统调度，协程由程序自身调度。
- 线程切换的开销较大，协程切换的开销较小。
- 线程可以并行执行，协程通常是串行执行。
应用场景：
- 异步 I/O： 在等待 I/O 操作完成时，暂停协程，避免阻塞主线程。
- 事件驱动编程： 在事件发生时，恢复相应的协程，处理事件。
- 生成器： 用于生成序列数据，避免一次性生成大量数据。
- 状态机： 用于实现复杂的状态转换逻辑。
- 游戏开发： 用于实现游戏逻辑的并发执行，例如 AI 行为、动画效果等。
优势：
- 提高程序的并发性和响应性。
- 降低程序的资源消耗。
- 简化异步编程的复杂性。

7.2 协程的创建和启动

coroutine 关键字： 用于定义协程函数。
startCoroutine() 函数： 用于启动协程，并返回协程句柄。
协程句柄： 用于控制协程的执行，例如暂停、恢复和终止。

示例代码：

coroutine myCoroutine() {
    print("协程开始");
    yield(); // 暂停协程
    print("协程恢复");
}

coroutineHandle handle = startCoroutine(myCoroutine());
print("协程已启动");

7.3 协程的暂停和恢复

yield() 函数： 用于暂停协程的执行，并将控制权返回给调用者。
resumeCoroutine() 函数： 用于恢复协程的执行，从上次暂停的位置继续执行。

示例代码：

coroutine myCoroutine() {
    print("协程开始");
    yield();
    print("协程恢复");
    yield();
    print("协程再次恢复");
}

coroutineHandle handle = startCoroutine(myCoroutine());
resumeCoroutine(handle); // 第一次恢复
resumeCoroutine(handle); // 第二次恢复

7.4 协程句柄 (coroutineHandle)

核心概念： 协程句柄是一个用于控制协程的对象，可以用于暂停、恢复和终止协程。
coroutineHandle 类型： 表示协程句柄的数据类型。
startCoroutine() 函数的返回值： 返回一个 coroutineHandle 对象。
resumeCoroutine() 函数的参数： 接受一个 coroutineHandle 对象。

示例代码：

coroutine myCoroutine() {
    print("协程开始");
    yield();
    print("协程恢复");
}

coroutineHandle handle1 = startCoroutine(myCoroutine());
coroutineHandle handle2 = startCoroutine(myCoroutine());

resumeCoroutine(handle1); // 恢复 handle1 对应的协程
resumeCoroutine(handle2); // 恢复 handle2 对应的协程

7.5 协程的生命周期

创建： 使用 startCoroutine() 函数创建协程。
启动： 协程创建后立即启动，开始执行协程函数。
暂停： 使用 yield() 函数暂停协程的执行。
恢复： 使用 resumeCoroutine() 函数恢复协程的执行。
终止： 协程函数执行完毕或遇到错误时，协程终止。

示例代码：

coroutine myCoroutine() {
    print("协程开始");
    yield();
    print("协程恢复");
    print("协程结束");
}

coroutineHandle handle = startCoroutine(myCoroutine());
resumeCoroutine(handle);
resumeCoroutine(handle); // 协程已结束，再次恢复无效

7.6 协程的通信

共享变量： 协程之间可以通过共享变量进行通信。
通道（Channel）： 可以使用通道实现协程之间的同步和通信。

示例代码（使用共享变量）：

global int counter = 0;

coroutine increment() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        counter++;
        yield();
    }
}

coroutine printCounter() {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        print(counter);
        yield();
    }
}

coroutineHandle handle1 = startCoroutine(increment());
coroutineHandle handle2 = startCoroutine(printCounter());

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    resumeCoroutine(handle1);
    resumeCoroutine(handle2);
}

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