挖井

类库大魔王的挖井日记

挖一口属于自己的井


我对Lua coroutine的理解

今天一个人闲来无事跑去图书馆续证,结果发现证上说的2年有效期虚惊一场,不知何时起已经改成永久有效了。于是又去中文外借室逛了一圈,还真找到几本感兴趣的书。其中一本是老毛子写的《深入实践Boost》,里面有一段讲到了Boost.coroutine,看了一遍不是很明白其中的用意,于是我又想起Lua中的coroutine来了。Lua在几年前学过用过,写过几万行的代码,但最精髓的部分(coroutine,table高级用法等)却被我略过了。于是这次在网上逛搜了一通相关的中文文章,终于有了一点点理解。

之前虽然也知道Lua coroutine可以resume和yield,但具体怎么用却完全没有头绪。这次我想明白了一点,应该是我之前被脑海中根深蒂固的Windows thread和pthread之类的对照物给影响了。一般Lua的教程,包括Lua的发明人,在讲到Lua没有传统意义上的thread,只有coroutine来实现相关的需求,而且Lua本身喜欢把Lua coroutine说成thread,这点很容易误导人。我就是从那时起想着传统的thread是如何并行的,Lua coroutine要如何做到并行,然后一直摸不着头脑,直到今天。相对来说,Go语言中的goroutine确实是跟传统的thread用途用法都非常相近。

其实在我现在的理解中,Lua coroutine只是一种编程风格的转变,跟thread、并行啥的没多大关系。举个例子,一个简单的使用Lua coroutine的片段:

task = function(i)
    print("prepare task environment for", i)
    print("task final result", coroutine.yield(i+10) + 20)
end

co1 = coroutine.create(task)
co2 = coroutine.create(task)
local s, t1 = coroutine.resume(co1, 1)
local s, t2 = coroutine.resume(co2, 2)
-- 高潮来了,到这时2个task coroutine都自己主动yield出来,并传了个值出来,我们这里保存到t1,t2
-- 我们要拿t1和t2分别去做点事情,比如做个耗时的计算,然后再把计算结果再传回coroutine里去
-- 这里为了简便起见,这个耗时计算就是自己加自己一遍,假设这时t2的计算先完成,于是我们先resume了co2
print(s, t1)
print(s, t2)
coroutine.resume(co2, t2 + t2)
coroutine.resume(co1, t1 + t1)

这段代码运行结果如下:

prepare task environment for	1
prepare task environment for	2
true	11
true	12
task final result	44
task final result	42

前两行是准备任务环境,中间两行是准备工作完成,最后两行是任务最终完成。

问题是,这么简单的问题,为什么一定要引入coroutine来解决呢?这就是我前面说的,这是编程风格的转变。其实我们传统的写法应该是这样的:

prepare_env = function(i)
    print("prepare task environment for", i)
    return i+10
end

final_task = function(i)
    print("task final result", i + 20)
end

t1 = prepare_env(1)
t2 = prepare_env(2)
print(t1)
print(t2)

final_task(t2 + t2)
final_task(t1 + t1)
	

这段代码的运行结果跟前面的代码一模一样。代码的区别就在于没有使用coroutine,而且把原来作为coroutine的函数task拆成了两个函数prepare_envfinal_task。用coroutine的好处在于一个函数涵盖了整个任务的逻辑,思维连贯。不用coroutine的做法就需要在每次yield的地方分界,拆成几个零碎的小函数。两种不同的编程风格,不在于谁好谁坏,只有看个人的喜好,以及当时的场景,选择哪种更合适。

联想到现在非常火爆的Node.js,其实使用Lua coroutine的这种编程风格非常适合做Reactor模式的socket并发编程。每个socket连接一个task coroutine,用于处理数据,处理完后yield回主函数,让主函数做select/epoll,拣取出有变化的socket,找到对应的coroutine就resume进去处理数据,如此循环,就能做到Node.js这种重IO轻计算的任务。现在有个叫Luvit的项目,是用Lua实现像Node.js的框架,但它貌似模仿得过头了,也是用回调函数的风格,这就失去了Lua用coroutine的原汁原味,既讨不得Lua社区的好,又吸引不了其他已经被Node.js吸引走的人。

这就是我对Lua coroutine的初步理解。

本文地址:

https://minidump.info/blog/2015/01/my-understand-of-lua-coroutine/

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