Lua 学习笔记（九）协同程序（线程thread）

     协同程序与线程thread差不多，也就是一条执行序列，拥有自己独立的栈、局部变量和命令指针，同时又与其他协同程序共享全局变量和其他大部分东西。从概念上讲线程与协同程序的主要区别在于，一个具有多个线程的程序可以同时运行几个线程，而协同程序却需要彼此协作的运行。也就是说多个协同程序在任意时刻只能运行一个协同程序，只有当正在运行的协同程序显式的要求挂起时，它的执行才会暂停。

 

一、协同程序coroutine

 

     Lua将所有关于协同程序的函数放置在一个名为“coroutine”的table中。

     1、coroutine.create创建一个thread类型的值表示新的协同程序，返回一个协同程序。

     2、coroutine.status检查协同程序的状态（挂起suspended、运行running、死亡dead、正常normal）。

     3、coroutine.resume启动或再次启动一个协同程序，并将其状态由挂起改为运行。

     4、coroutine.yield让一个协同程序挂起。

     5、coroutine.wrap同样创建一个新的协同程序，返回一个函数。

 

     创建协同程序：create函数，接受一个函数值作为协同程序的执行内容，并返回一个协同程序。

 

 

     启动或再次启动一个协同程序：resume函数，接受一个协同程序及一个或多个参数用于值传递给协同程序。

 

 

     挂起协同程序：yield函数，让一个协同程序挂起，并等待下次恢复它的运行。它可以接受resume函数传递进来的所有参数。

 

 

     关于wrap函数的使用，wrap函数比create函数更易使用。它提供了一个对于协同程序编程实际所需的功能，即一个可以唤醒协同程序的函数。但也缺乏灵活性。无法检查wrap所创建的协同程序的状态，此外，也无法检测出运行时的错误。

 

 

     各种协同状态的演示：

 

 

     首先，Lua提供的是一种：”非对称的协同程序“。也就是说，Lua提供了两个函数来控制协同程序的执行，一个用于挂起执行，另一个用于恢复执行。而一些其他的语言则提供了”对称的协同程序“，其中只有一个函数用于转让协同程序之间的执行权。

 

二、管道与过滤器filter

 

     关于协同程序的示例就是”生产者--消费者“的问题。其中涉及到两个函数，一个函数不断的产生值，另一个函数不断的消费这些值。当消费者需要一个新的值时，它唤醒生产者。生产者返回一个新值后停止运行，等待消费者的再次唤醒。这种设计称为”消费者驱动“。通过resume—yield 函数之间的值交换可以轻易的实现程序。

 

     过滤器filter，是一种位于生产者与消费者之间的处理功能，可以进行数据转换。它既是消费者又是生产者，它唤醒生产者促使其生产新值，然后又将变换后的值传递给消费者。

 

--管道与过滤器filter
--生产者与消费者通过过滤器进行值传递
--这种模式通过消费者驱动生产者进行产生。

--计数器函数
function getCount( x )
     return function()
          x=x+1
          return x
     end
end
--创建闭合计数器
local count = getCount(0)
--发送新值
function send(x)
     coroutine.yield(x)
end
--启动一个协同程序
function receive( pro )
     local status,value = coroutine.resume( pro )
     return value
end
--生产者
function producter()
     while true do
          send( count() )
     end
end
--过滤器，接受一个生产者
function filter( pro )
     local x = 0
     return function()
          while true do
               x = receive( pro )
               send(x)
          end
     end
end
--消费者，接受一个生产者协同程序及控制条件，控制条件防止死循环
--假设有100个消费者，驱动生产者来生产
function consumer( pro,num )
     local x = 0
     while x < num do
          x = receive( pro )
          print( x )
     end
end

local pro = coroutine.create( producter )
local fil = coroutine.create( filter( pro ) )
consumer( fil,100 )

print( "消费者协同程序状态：",coroutine.status(pro) )
print( "生产者协同程序状态：",coroutine.status(fil) )

 

 

三、协同程序实现的迭代器

 

     通过“生产者—消费者”模型可以很轻松的创建迭代器，同样是通过协同程序来进行控制。

 

--以协同程序实现Lua迭代器

local tab = { 1,2,3,4,5,6 }

function corFun( tab,num )
     num = num or 0
     return function()
          while true do
               num = num +1
               if( num > #tab ) then return end
               coroutine.yield(tab[num])
          end
     end
end

function cor( tab )
     local cor = coroutine.create( corFun( tab ) )
     return function ()--迭代器
          local status,value = coroutine.resume( cor )
          return value
     end
end

for v in cor( tab ) do
     if v then
          print(v)
     else
          break
     end
end