好的，没问题，咱们直接开始！ 大家好，欢迎来到今天的“C++协程状态机：编译器如何玩转你的代码”讲座。今天咱们不搞那些虚头巴脑的理论，直接撸起袖子，看看编译器这老小子，是怎么把看似优雅的协程代码，变成一堆状态机的。 什么是协程？（简短回顾） 简单来说，协程是一种轻量级的并发方式，它允许你在一个函数中暂停执行，稍后再恢复执行。这和多线程不一样，协程的切换是在用户态完成的，没有内核参与，所以开销更小。 状态机：协程背后的秘密武器 协程的本质就是一个状态机。想想看，一个函数在执行过程中可能会暂停，然后恢复。这意味着函数需要记住它暂停时的状态，包括局部变量的值、执行到哪一行代码等等。状态机就是用来管理这些状态的。 编译器：协程状态机的缔造者 编译器负责将你的协程代码转换成一个状态机。这个过程相当复杂，但我们可以把它拆解成几个关键步骤： 识别协程： 编译器首先要识别哪些函数是协程。这通常通过co_await、co_yield或co_return关键字来标记。 创建协程帧： 编译器会创建一个特殊的结构体，称为协程帧（coroutine frame）。这个结构体用于存储协程的状态信息，包括： 局部变 …
C++ 协程（Coroutines）基础：`co_await`, `co_yield`, `co_return` (C++20)
好的，下面开始我们的C++协程讲座！ 各位观众老爷，今天我们来聊聊C++20引入的协程，这玩意儿听起来高大上，实际上也没那么玄乎。咱们要搞清楚co_await, co_yield, 和 co_return这三个核心关键字，它们就像协程的发动机，控制着协程的暂停、恢复和结束。 协程是啥？跟线程有啥区别？ 想象一下，你是一个厨师，同时要烤面包、煮咖啡、煎鸡蛋。如果你是单线程模式，你就得按顺序来，烤完面包才能煮咖啡，煮完咖啡才能煎鸡蛋。这效率多低啊！ 但如果你会协程，你就可以先开始烤面包，然后发现要等面包发酵，就暂停一下，去煮咖啡，咖啡煮好后，发现鸡蛋还没到时间，又暂停一下，回去烤面包。这样，你就可以在多个任务之间来回切换，充分利用时间。 简单来说，协程是一种用户态的线程，它允许你在函数执行过程中暂停执行，并稍后从暂停的地方恢复执行。关键是，协程的切换是由程序员控制的，而不是像线程那样由操作系统调度。 特性 线程 协程 调度者 操作系统 程序员/协程库 上下文切换 需要操作系统内核介入，开销大 用户态切换，开销小 并发性 真正的并行，需要多核CPU支持 伪并行，单线程内实现并发 适用场景 C …
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Python `asyncio` 协程调度器：事件循环的内部机制
好的，让我们来聊聊 Python asyncio 协程调度器，也就是事件循环的那些事儿。我会尽量用大白话，争取让你听得懂，看得乐呵。 各位观众，各位朋友，掌声欢迎来到“协程奇妙夜”！ 今天我们要聊的是 Python asyncio 协程的幕后大佬——事件循环。 想象一下，事件循环就像一个夜店的 DJ，负责安排舞池里的节目，哦不，是协程的执行顺序。 DJ 不可能自己跳舞，他只是负责调度，让大家轮流上台表演。 第一幕：什么是事件循环？ 简单来说，事件循环就是一个死循环，它不断地： 寻找可以执行的协程（任务）。 就像 DJ 在人群中寻找下一个想上台表演的选手。 执行这些协程。 让选手上台表演。 监听 I/O 事件。 看看有没有人点了新的歌曲，或者有人想插队表演。 重复以上步骤。 DJ 一晚上都在重复这些工作。 这个过程可以用伪代码表示： while True: ready_coroutines = find_ready_coroutines() # 找到可以执行的协程 for coroutine in ready_coroutines: execute_coroutine(coroutine …
C++ 协程（Coroutines）：非阻塞 I/O 与异步编程的新范式
C++ 协程：让你的程序跳起华尔兹 想象一下，你正在厨房里做饭。你一边烤着蛋糕，一边煮着咖啡，还时不时地翻炒一下锅里的菜。如果按照传统的编程方式，你可能会先烤完蛋糕，再煮咖啡，最后才炒菜，就像一个严谨的流程图一样，一步一步，绝不越雷池半步。 但是，现实生活中，我们通常会更灵活。我们会先把蛋糕放进烤箱，然后趁着烤蛋糕的空隙，去煮咖啡，再利用咖啡煮好的时间，去翻炒一下菜。这样，我们就能在同一时间内“并行”地处理多个任务，大大提高了效率。 这就是协程的精髓所在：在单个线程中实现并发，让你的程序像一个经验丰富的厨师一样，优雅地在多个任务之间切换，而不是像一个死板的机器人一样，一次只能处理一个任务。 传统的并发：多线程的困境 在协程出现之前，我们通常使用多线程来实现并发。多线程就像雇佣多个厨师，每个人负责一个任务。理论上，这样可以大大提高效率，但实际上，多线程编程往往会遇到很多麻烦： 资源消耗大： 每个线程都需要独立的栈空间和内核资源，创建和销毁线程的开销很大。 上下文切换开销大： 线程之间的切换需要操作系统介入，保存和恢复线程的上下文，这会消耗大量的CPU时间。 同步和锁： 多线程并发访问共享 …
Generator 函数：控制函数执行流程的协程利器
Generator 函数：程序世界的 “时间旅行者” 想象一下，你是一位小说家，正在写一部跌宕起伏的史诗巨著。你构思了无数精彩的情节，人物的命运也像过山车一样起起伏伏。但是，你并不想一口气把所有情节都写完，而是想根据读者的反馈，慢慢地、一步一个脚印地塑造故事的走向。比如，你先写一个悬念迭生的开头，看看读者的反应，如果他们喜欢某个角色，你就多加一些他的戏份；如果他们对某个情节不感冒，你就赶紧换个方向。 在编程世界里，Generator 函数就像这位小说家一样，它们可以“暂停”自己的执行，把控制权交还给调用者，然后在需要的时候又“恢复”执行，继续完成未竟的事业。这种“欲擒故纵”的特性，让 Generator 函数成为控制函数执行流程的绝佳利器，就像程序世界里的“时间旅行者”，可以随时穿梭于不同的执行状态。 Generator 函数的“超能力”：yield 关键字 那么，Generator 函数究竟是如何实现这种“时间旅行”的呢？答案就在于一个神秘的关键字：yield。 yield 就像一个“暂停按钮”，当 Generator 函数执行到 yield 语句时，它会做两件事： 暂停执行： 函数 …
Python 协程（Coroutines）与 `asyncio` 异步编程实践
好嘞！各位看官，今天咱们就来聊聊Python界的“风流浪子”——协程，以及驾驭这浪子的神器——asyncio。保证让各位听得云里雾里，哦不，是清清楚楚，明明白白！准备好了吗？系好安全带，咱们发车啦！🚀 第一章：协程是个啥？别慌，先来个段子热热身！ 话说从前，有一家餐厅，老板特别抠，就招了一个服务员。这服务员身怀绝技，能同时服务好几个顾客。比如，他先给A顾客点了单，然后不等A顾客的菜上来，就跑去给B顾客倒水，倒完水又去C顾客那儿擦桌子。等A顾客的菜终于做好了，他又屁颠屁颠地跑回去给A顾客上菜。你说这服务员忙不忙？忙！但是，他可从来没歇着，一直在干活。 这服务员，就是咱们今天要讲的“协程”的化身。它能在多个任务之间“见缝插针”，高效利用时间。 1.1 线程、进程、协程：三个和尚没水喝？不存在的！ 在理解协程之前，咱们先来认识一下它的“亲戚”——线程和进程。 特性 进程 线程 协程 资源占用 很大，拥有独立的内存空间 较小，共享进程的内存空间 非常小，几乎不占用额外资源 切换开销 非常大，需要操作系统介入 较大，需要操作系统介入 非常小，由程序员控制 并发方式 并行（真正意义上的同时执行） …