各位同仁,各位对底层机制充满好奇的开发者们,大家好。 今天,我们将深入剖析C++20协程中最具魔力,也最令人费解的机制之一:co_await表达式的物理展开。我们将聚焦于一个核心问题:编译器究竟是如何在协程暂停时,将CPU的寄存器状态精准地保存到协程帧中,并在恢复时分毫不差地还原的?这不仅仅是学术上的探讨,更是理解协程性能、调试行为以及未来异步编程范式演进的关键。 1. 协程的魅力与底层之谜 C++20引入的协程(Coroutines)为我们带来了编写异步、非阻塞代码的全新范式。它允许函数在执行过程中暂停,并在稍后从暂停点恢复,而无需像传统线程那样进行昂贵的上下文切换。co_await是实现这一魔法的核心操作符。当我们写下co_await some_awaitable_expression;时,我们期望的是当前协程可能暂停,将控制权交还给调用者,并在未来的某个时刻,当some_awaitable_expression完成时,从暂停点之后继续执行。 这种“暂停-恢复”的机制,其背后隐藏着编译器一系列复杂的变换。最令人着迷的部分莫过于:当协程暂停时,它当前的CPU执行状态——包括程序计数器 …
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