0

0

c++20 coroutine用法 c++如何使用协程进行异步编程

煙雲

煙雲

发布时间:2026-03-17 18:42:54

|

698人浏览过

|

来源于php中文网

原创

协程不是线程,co_await仅挂起/恢复控制流而不并发;实现异步需手动集成OS或库(如asio),并正确实现awaiter三函数;std::generator更安全但只支持co_yield;调试须严防非法resume和悬垂引用。

c++20 coroutine用法 c++如何使用协程进行异步编程

协程不是线程,co_await 不会自动并发

很多人一看到 co_await 就以为“这下能并行了”,结果发现 IO 还是串着跑、CPU 密集任务卡死主线程。C++20 协程本身不带调度器,co_await 只是挂起/恢复控制流,不启动新线程,也不切换栈——它只是让函数能中途暂停、稍后继续,类似生成器。

真正异步 IO(比如读文件、发 HTTP)需要你手动把操作交给 OS 或第三方库(如 libuv、asio),然后让 awaiter 在操作完成时通知协程恢复。否则写个 co_await some_io_op(),而 some_io_op() 内部还是阻塞调用,那就白搭。

  • 别指望 std::this_thread::sleep_forco_await 实现“非阻塞延时”——它照样阻塞线程;要用 asio::steady_timer 一类可 await 的定时器
  • 如果你用的是 std::experimental::coroutine_handle 手写 promise,必须自己保证 resume 被调用在线程安全的上下文中,否则容易崩溃
  • MSVC 和 GCC 对协程的支持细节不同:GCC 12+ 默认需 -fcoroutines,MSVC 19.30+ 要 /std:c++20 /await,漏掉编译开关会报 co_await 未声明

怎么写一个可 co_await 的类型?关键在 await_readyawait_suspendawait_resume

不是所有对象都能直接 co_await,必须满足“awaiter 概念”:提供这三个成员函数。它们决定协程何时挂起、挂到哪、恢复后返回什么。

常见错误是把 await_suspend 返回 true 却没手动 resume,导致协程永远挂起;或者返回 void(即同步完成),却在 await_resume 里抛异常,结果异常被吞掉。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

  • await_ready() 返回 true → 协程不挂起,直接执行后续代码;返回 false → 进入挂起流程
  • await_suspend(handle) 若返回 std::coroutine_handle{},表示由你接管 resume 时机;若返回 void,系统会在当前线程立刻 resume(等价于同步)
  • await_resume() 的返回值就是 co_await expr 的结果,类型必须和它声明的一致,否则编译失败

示例(简化版延迟 awaiter):

Hypotenuse AI
Hypotenuse AI

AI写作助手和文本生成器,根据关键词生成原创的、有洞察力的文章

下载
struct delay_awaiter {
  bool await_ready() const noexcept { return false; }
  void await_suspend(std::coroutine_handle<> h) {
    // 把 h 交给 timer 回调,比如 asio::steady_timer::async_wait
  }
  int await_resume() const noexcept { return 42; }
};

std::generator 做数据流比手写协程更安全

如果你只是想按需生成一系列值(比如遍历树、解析大文件行、分页查数据库),std::generator<T> 是 C++23 标准化前最稳的选择——它基于协程,但屏蔽了 promise、awaiter 等底层细节,且 MSVC/GCC/Clang 都已支持(需开启 C++20)。

相比自己实现 promise_typestd::generator 自动管理内存和生命周期,不会因忘记 final_suspend 返回 std::suspend_always 而导致析构时 crash。

  • 不能在 std::generator 函数里捕获局部变量引用并 yield 出去,因为协程帧可能在 yield 后销毁,引用变悬垂
  • 每个 std::generator 对象只能遍历一次,重复 begin() 不会重放;需要多次遍历得重新构造
  • 它不支持 co_await,只支持 co_yield;想混用 await 和 yield?得自己写 promise_type

调试协程崩溃时,优先检查 coroutine_handle::done()resume() 调用时机

协程崩溃最常见的原因是 resume 已结束的协程,或对空 handle 调用 resume()。而 coroutine_handle::done() 并非线程安全——多线程环境下它可能刚返回 false,协程就在另一线程里结束了。

不要靠 if (!h.done()) h.resume(); 来防护,这有竞态。正确做法是:resume 前确保 handle 有效,且仅由约定好的一方负责 resume(比如 IO 完成回调);如果需要多处可能 resume,用原子状态标记 + CAS 控制。

  • GDB/LLDB 对协程帧支持有限:bt 可能看到 operator co_await 但看不到原始调用点,建议在关键 awaiter 里加日志或断点
  • ASan 能捕获协程帧内的 use-after-free,但无法检测跨协程的逻辑错误(比如忘了 resume)
  • Release 模式下,coroutine_handle::from_address(nullptr) 不会报错,但后续 resume 必崩——务必初始化 handle 为 nullptr 并判空

协程的复杂性不在语法,而在控制流分散后责任边界的模糊。谁创建、谁挂起、谁 resume、谁销毁,这几个问题没理清,代码越写越像定时炸弹。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

WorkBuddy
WorkBuddy

腾讯云推出的AI原生桌面智能体工作台

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
if什么意思
if什么意思

if的意思是“如果”的条件。它是一个用于引导条件语句的关键词,用于根据特定条件的真假情况来执行不同的代码块。本专题提供if什么意思的相关文章,供大家免费阅读。

848

2023.08.22

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。

188

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。

136

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。

451

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。

606

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。

806

2023.08.10

Python 多线程与异步编程实战
Python 多线程与异步编程实战

本专题系统讲解 Python 多线程与异步编程的核心概念与实战技巧,包括 threading 模块基础、线程同步机制、GIL 原理、asyncio 异步任务管理、协程与事件循环、任务调度与异常处理。通过实战示例,帮助学习者掌握 如何构建高性能、多任务并发的 Python 应用。

381

2025.12.24

java多线程相关教程合集
java多线程相关教程合集

本专题整合了java多线程相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细内容。

33

2026.01.21

bootstrap安装教程
bootstrap安装教程

本专题整合了bootstrap安装相关教程,阅读专题下面的文章了解更多详细操作教程。

22

2026.03.18

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
C# 教程
C# 教程

共94课时 | 11.6万人学习

C 教程
C 教程

共75课时 | 5.6万人学习

C++教程
C++教程

共115课时 | 22.5万人学习

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