Lua 协程的用途是什么？为什么这段代码不能按我的预期工作？

Question

我在理解这段代码时遇到了困难...我期待类似线程的东西，我会得到一个随机的“nooo”和“yaaaay”的输出，因为它们都是异步打印的，但我发现主线程似乎在第一次调用 coroutine.resume() 时阻塞，从而阻止下一个线程启动，直到第一个线程产生为止。

如果这是预期的操作协程，它们有什么用处，以及我将如何实现我希望的目标？我是否必须实现自己的调度程序才能使这些协程异步操作？因为这看起来很混乱，而且我也可以使用函数！

co1 = coroutine.create(function ()
        local i = 1
        while i < 200 do
                print("nooo")
                i = i + 1
        end
        coroutine.yield()
end)

co2 = coroutine.create(function ()
        local i = 1
        while i < 200 do
                print("yaaaay")
                i = i + 1
        end
        coroutine.yield()
end)

coroutine.resume(co1)
coroutine.resume(co2)

Answer 1

协程不是线程。

协程就像从不主动调度的线程。所以是的，你是正确的，你必须编写自己的调度程序才能让两个协程同时运行。

然而，当涉及到协程时，您会错过更大的图景。查看维基百科的协程使用列表。这是一个可能引导您走向正确方向的具体示例。

    -- level script
    -- a volcano erupts every 2 minutes
    function level_with_volcano( interface )
    
        while true do
            wait(seconds(5))
            start_eruption_volcano()
            wait(frames(10))
            s = play("rumble_sound")
            wait( end_of(s) )
            start_camera_shake()
       
            -- more stuff

            wait(minutes(2))
        end
    
    end

可以将上面的脚本编写为使用 switch 语句和一些巧妙的状态变量来迭代运行。但写成协程就清晰多了。上面的脚本可以是一个线程，但是您真的需要将内核线程专用于这个简单的代码吗？繁忙的游戏关卡可能会运行 100 个这样的协程，而不会影响性能。然而，如果每个线程都是一个线程，那么在性能开始受到影响之前，您可能可以使用 20-30 个线程。

协程旨在允许我编写在堆栈上存储状态的代码，以便我可以停止运行它一段时间（wait 函数）并在我停止的地方重新启动它。

Answer 2

由于有许多评论询问如何实现 wait 函数以使 deft_code 的示例正常工作，因此我决定编写一个可能的实现。总体思路是，我们有一个包含协程列表的调度程序，调度程序决定在协程通过 wait 调用放弃控制后何时将控制权返回给协程。这是可取的，因为它使异步代码可读且易于推理。

这只是协程的一种可能用途，它们是一种更通用的抽象工具，可用于许多不同的目的（例如编写迭代器和生成器、编写有状态流处理对象（例如解析器中的多个阶段）、实现异常）和延续等）。

首先：调度程序定义：

local function make_scheduler()
    local script_container = {}
    return {
        continue_script = function(frame, script_thread)
            if script_container[frame] == nil then
                script_container[frame] = {}
            end
            table.insert(script_container[frame],script_thread)
        end,
        run = function(frame_number, game_control)
            if script_container[frame_number] ~= nil then
                local i = 1
                --recheck length every time, to allow coroutine to resume on
                --the same frame
                local scripts = script_container[frame_number]
                while i <= #scripts do
                    local success, msg =
                        coroutine.resume(scripts[i], game_control)
                    if not success then error(msg) end
                    i = i + 1
                end
            end
        end
    }
end

现在，初始化世界：

local fps = 60
local frame_number = 1
local scheduler = make_scheduler()

scheduler.continue_script(frame_number, coroutine.create(function(game_control)
    while true do
        --instead of passing game_control as a parameter, we could
        --have equivalently put these values in _ENV.
        game_control.wait(game_control.seconds(5))
        game_control.start_eruption_volcano()
        game_control.wait(game_control.frames(10))
        s = game_control.play("rumble_sound")
        game_control.wait( game_control.end_of(s) )
        game_control.start_camera_shake()

        -- more stuff

        game_control.wait(game_control.minutes(2))
    end
end))

游戏的（虚拟）接口：

local game_control = {
    seconds = function(num)
        return math.floor(num*fps)
    end,
    minutes = function(num)
        return math.floor(num*fps*60)
    end,
    frames = function(num) return num end,
    end_of = function(sound)
        return sound.start+sound.duration-frame_number
    end,
    wait = function(frames_to_wait_for)
        scheduler.continue_script(
            frame_number+math.floor(frames_to_wait_for),
            coroutine.running())
        coroutine.yield()
    end,
    start_eruption_volcano = function()
        --obviously in a real game, this could 
        --affect some datastructure in a non-immediate way
        print(frame_number..": The volcano is erupting, BOOM!")
    end,
    start_camera_shake = function()
        print(frame_number..": SHAKY!")
    end,
    play = function(soundname)
        print(frame_number..": Playing: "..soundname)
        return {name = soundname, start = frame_number, duration = 30}
    end
}

以及游戏循环：

while true do
    scheduler.run(frame_number,game_control)
    frame_number = frame_number+1
end

Answer 3

co1 = coroutine.create(
    function()
        for i = 1, 100 do
            print("co1_"..i)
            coroutine.yield(co2)
        end
    end
)

co2 = coroutine.create(
    function()
        for i = 1, 100 do
            print("co2_"..i)
            coroutine.yield(co1)
        end
    end
)

for i = 1, 100 do
    coroutine.resume(co1)
    coroutine.resume(co2)
end