Lua协程使用困惑求解

Question

最近学习Lua的coroutine章节时，总对其使用场景及其意义不明白，自己也试着写了一些代码，但仍然没搞明白。

下面是我写的一段模拟下载网页的程序，使用协程和不使用协程耗时几乎相同，实在没能理解coroutine的非阻塞特性的价值。

-- 本例模拟耗时处理，如下载资源等，使用coroutine优化

local queue = {}

function insert( url )
    local co = coroutine.create(function ( ... )
        handle(url)
    end)
    table.insert(queue ,co)
end

-- 代表下载网页逻辑，这里使用休眠函数模拟
function handle( url )
    sleep(1)
    print('下载完成：' ,url)
end

-- 模拟休眠函数
function sleep(n)
  if n > 0 then 
    os.execute("ping -n " .. tonumber(n+1) .. " localhost > NUL")
  end
end

function start( ... )
    for _ ,co in ipairs(queue) do
        local status ,res = coroutine.resume(co)
        print(status ,res)
    end
end

insert('/image/1.png')
insert('/image/2.png')
insert('/image/3.png')

start()

-- XXX 测试 coroutine 并不能提升响应时间，如果体现其非阻塞特性？

-- handle('/image/1.png')
-- handle('/image/2.png')
-- handle('/image/3.png')

程序使用休眠代替实际下载逻辑，实际测试下来使用协程和不使用协程耗时并无区别，除了调用过程更加复杂，似乎没感觉到什么区别。当然非阻塞的价值也许并不体现在耗时优化上，但看很多socket库使用coroutine来优化，没太理解这样做的用意，如果说有10个下载任务，单线程上再怎么异步也不能提升性能吧。

有精通这块的，烦请给稍微讲解一下，后面也准备去读一些开源库的源码研究一下。

Answer 1

用协程优化这种网络操作其实原理类似于一个脑筋急转弯：“用一个锅煎1个鸡蛋要3分钟，请问煎3个鸡蛋要几分钟？”
对于网络库而言，如果网络API用的是阻塞API的话，recv操作会阻塞到有合适的缓冲区内容为止，但是recv操作本身并不是用来准备缓冲区的操作，意思就是如果 recv 操作晚于网卡接收数据，也能正确的从缓存获取数据，因而如果在send操作之后就yield当前的coroutine，然后去做一些其他的事（比如再开几个连接），等一会儿再resume回来进行recv操作就可以提高并发度。
相当于说是从：

-- 同时只能处理1个socket
for _, sock in ipairs(socks) do
    send(sock, ...)
    recv(sock, ...)
end

变成：

for _, sock in ipairs(socks) do
    send(sock, ...)
end
-- 同时处理多个socket
for _, sock in ipairs(socks) do
    recv(sock, ...)
end

当然单是这样的话提高的并发度非常有限，要真正提高并发度到一个实用的水准还是得用IO多路复用。