C++如何使用协程(Coroutines)基础

阿雪大大_9260

阿雪大大_9260

2026-07-10

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原创

协程函数需同时满足三个关键字(co_await/co_yield/co_return)和返回类型中定义promise_type,缺一不可;co_await不自动并发,仅挂起;awaitable需实现await_ready/await_suspend/await_resume三接口;co_yield仅用于generator且依赖yield_value。

c++如何使用协程(coroutines)基础

协程函数写出来不等于能跑,缺 promise_type 就编译不过;co_await 不会自动并发,裸写它只会挂起、不会调度到其他线程。

怎么让一个函数变成协程?三个关键字和一个 promise_type 缺一不可

只要函数体里出现 co_await、co_yield 或 co_return 中任意一个,编译器就把它当协程处理。但光有关键字不够——返回类型必须嵌套定义 promise_type,否则报错类似 no type named 'promise_type' in 'MyTask'。

  • get_return_object():必须返回协程句柄对象(比如 MyTask 实例),里面通常存着 coroutine_handle
  • initial_suspend():决定协程创建后是否立刻挂起,常用 std::suspend_always{}(创建即挂)或 std::suspend_never{}(立即执行到首个 co_await)
  • final_suspend() 和 unhandled_exception() 也必须实现,漏掉任何一个都会编译失败
  • 如果函数声明为 MyTask<int></int>,就得提供 return_value(int);若是 MyTask<void></void>,就得有 return_void()

co_await 等待什么?不是所有东西都能直接 await

co_await x 要求 x 是 “awaitable” —— 即满足三件套:await_ready()、await_suspend(coroutine_handle)、await_resume()。标准库里只有 std::suspend_always 和 std::suspend_never 是现成的 awaitable,但它们只是挂起/不挂起,不做任何调度。

C++14
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C++14 对 C++11 的修正与增强版本,适合旧系统维护和较老工具链兼容。

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  • 想等一个 I/O 操作?不能直接 co_await socket.read(),得先封装成 awaiter,让它在 await_suspend 里把 coroutine_handle 交给 epoll 或 IOCP
  • 常见错误:给右值临时对象写 operator co_await() 却没加 const& 重载,导致 co_await make_awaiter() 编译不过
  • await_suspend 返回 bool:true 表示已挂起,false 表示同步继续执行;返回 void 或另一个 coroutine_handle 是高级用法,慎用

co_yield 只属于 generator,别和 co_await 混用

co_yield x 的语义是“产出 x 并挂起”,底层调用的是 promise.yield_value(x)。它只该出现在 generator 类型(如 Generator<int></int>)中,且 promise_type 必须实现 yield_value 接口。

  • 在 Task<int></int> 里写 co_yield 42?编译直接报错:no member named 'yield_value'
  • co_yield 不触发 await_ready/await_suspend,和 co_await 完全无关,别指望它能做异步等待
  • generator 的生命周期管理很关键:coroutine_handle 必须在 promise 对象还活着时调用 resume(),否则未定义行为

最易被忽略的是:协程帧(frame)内存默认由 operator new 分配,但你没显式控制的话,异常抛出或提前销毁可能导致泄漏或 double-delete;promise_type 里的 operator new 和 operator delete 才是真正管这事的地方。

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