0

0

c++中的协程是如何挂起和恢复的_c++ coroutine_handle详解【底层】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2025-12-16 13:45:08

|

462人浏览过

|

来源于php中文网

原创

C++20协程的挂起与恢复由coroutine_handle显式控制,依赖awaitable对象的await_suspend()行为;resume()跳转至挂起点下一条指令,destroy()显式释放帧内存。

c++中的协程是如何挂起和恢复的_c++ coroutine_handle详解【底层】

在 C++20 中,协程的挂起与恢复并非由语言直接调度,而是通过用户定义的 coroutine_handle 显式控制——它本质是一个轻量级、可复制的指针包装器,指向协程帧(coroutine frame)的内存首地址。真正决定“何时挂起”“如何恢复”的,是协程函数体内 co_await 表达式所作用的 awaitable 对象的行为,而 coroutine_handle 是执行这些行为的唯一入口。

挂起:由 awaitable 的 await_suspend() 触发

当协程执行到 co_await expr 时,编译器会调用 expr.await_suspend(handle)(若存在)。这个函数的返回值决定了挂起后的行为:

  • 返回 void:协程立即挂起,控制权交还给调用者;后续必须手动调用 handle.resume() 才能继续
  • 返回 booltrue 表示已自行安排恢复(如投递到线程池),协程挂起且不自动恢复;false 表示未安排,协程立即恢复(即“不挂起”,相当于同步执行)
  • 返回另一个 coroutine_handle:协程挂起,并将控制权转移给该 handle(常用于链式协程或尾调用优化)

注意:挂起操作本身不释放协程帧内存,只是将协程状态设为 suspended,并保存当前上下文(寄存器、局部变量等)到帧中。

coroutine_handle 的构造与有效性

它不能直接构造,只能通过以下方式获得:

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • co_await 表达式中传入的参数(即 await_suspend 的形参)
  • promise_type::get_return_object_on_allocation_failure() 等 promise 回调中(需配合自定义分配器)
  • 从其他 handle 派生:handle.address() 得到原始指针,再用 from_address() 重建(仅当确定内存有效时)

调用 handle.done() 可判断是否已结束(初始/已恢复完毕/已销毁);handle.promise() 返回对 promise 对象的引用,用于读写协程状态;handle.address() 返回帧起始地址,可用于内存管理或调试。

Lumen5
Lumen5

一个在线视频创建平台,AI将博客文章转换成视频

下载

恢复:resume() 的底层含义

handle.resume() 并非“唤醒线程”,而是跳转回协程上次挂起点的下一条指令(由编译器生成的恢复标签决定)。它要求:

  • handle 必须有效且指向一个已挂起(!done())但未被销毁的协程帧
  • 协程帧内存必须仍可访问(未被 operator delete 释放)
  • 恢复时不会重新进入 promise 构造或初始 suspend,而是从中断处继续执行

若在 resume 前已调用 destroy(),或帧内存被复用,行为是未定义的。因此,典型模式是:在 await_suspend 返回 void 后,由外部事件(IO 完成、定时器触发、另一线程通知)安全地调用 resume()

销毁协程帧:显式 vs 隐式

协程帧的生命周期独立于 handle:

  • handle.destroy():手动释放帧内存(调用 promise 的析构、operator delete),之后 handle 变为无效
  • 隐式销毁:当协程执行到末尾(或抛出未捕获异常),且处于 final_suspend 状态时,编译器会自动调用 destroy() —— 这正是为什么 final_suspend 的 awaitable 通常返回 std::suspend_always(挂起等待显式销毁)或自定义逻辑(如自动回收)

常见错误是 resume 后未及时 destroy,导致内存泄漏;或过早 destroy 后仍尝试 resume,引发崩溃。正确做法是:final_suspend 返回的 awaitable 应明确管理帧生命周期。

基本上就这些。协程没有运行时调度器,没有隐式上下文切换,一切挂起/恢复/销毁都经由 coroutine_handle 和 awaitable 协同完成——它不是语法糖,而是一套可预测、可调试、完全暴露给用户的协作式控制流原语。

相关专题

更多
javascriptvoid(o)怎么解决
javascriptvoid(o)怎么解决

javascriptvoid(o)的解决办法:1、检查语法错误;2、确保正确的执行环境;3、检查其他代码的冲突;4、使用事件委托;5、使用其他绑定方式;6、检查外部资源等等。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

175

2023.11.23

java中void的含义
java中void的含义

本专题整合了Java中void的相关内容,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

97

2025.11.27

堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

392

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

572

2023.08.10

线程和进程的区别
线程和进程的区别

线程和进程的区别:线程是进程的一部分,用于实现并发和并行操作,而线程共享进程的资源,通信更方便快捷,切换开销较小。本专题为大家提供线程和进程区别相关的各种文章、以及下载和课程。

481

2023.08.10

数据库Delete用法
数据库Delete用法

数据库Delete用法:1、删除单条记录;2、删除多条记录;3、删除所有记录;4、删除特定条件的记录。更多关于数据库Delete的内容,大家可以访问下面的文章。

269

2023.11.13

drop和delete的区别
drop和delete的区别

drop和delete的区别:1、功能与用途;2、操作对象;3、可逆性;4、空间释放;5、执行速度与效率;6、与其他命令的交互;7、影响的持久性;8、语法和执行;9、触发器与约束;10、事务处理。本专题为大家提供相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

210

2023.12.29

promise的用法
promise的用法

“promise” 是一种用于处理异步操作的编程概念,它可以用来表示一个异步操作的最终结果。Promise 对象有三种状态:pending(进行中)、fulfilled(已成功)和 rejected(已失败)。Promise的用法主要包括构造函数、实例方法(then、catch、finally)和状态转换。

299

2023.10.12

Java JVM 原理与性能调优实战
Java JVM 原理与性能调优实战

本专题系统讲解 Java 虚拟机(JVM)的核心工作原理与性能调优方法,包括 JVM 内存结构、对象创建与回收流程、垃圾回收器(Serial、CMS、G1、ZGC)对比分析、常见内存泄漏与性能瓶颈排查,以及 JVM 参数调优与监控工具(jstat、jmap、jvisualvm)的实战使用。通过真实案例,帮助学习者掌握 Java 应用在生产环境中的性能分析与优化能力。

0

2026.01.20

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
国外Web开发全栈课程全集
国外Web开发全栈课程全集

共12课时 | 1.0万人学习

进程与SOCKET
进程与SOCKET

共6课时 | 0.3万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号