什么是协程?它们与并发性有什么关系?
当前回答
协程类似于子例程/线程。 区别在于,一旦调用方调用了子例程/线程,它将永远不会返回到调用方函数。 但是协程可以在执行几段代码后返回到调用方,允许调用方执行一些自己的代码,并返回到它停止执行的协程点,并从那里继续。 ie。协程有多个入口点和出口点
其他回答
Kotlin 协程
[同步与异步]
[并发vs并行]
通常我们认为协程是轻量级线程,它们允许我们以同步的方式编写异步的、非阻塞的代码
至于Kotlin协程:
协程是一个合成糖/附加层,它允许你以非阻塞的方式运行任务,没有回调。协程由以下组件组成:
延续 作业-管理程序和保存它的状态 CoroutineScope(包含作业和Xontext)——处理作业组(层次结构)并管理它们(启动和取消) Dispatcher -用于处理线程池- Main, IO, Default… 上下文-像Map这样的数据结构,以保存一些日期,如Job, Dispatcher和自定义数据
让我们回顾一些例子
class MyClass {
val network = Network()
val fileSystem = FileSystem()
suspend fun downloadFile(): File {
//suspendCoroutine is key point
return suspendCoroutine { continuation ->
network.download(callback: Network.Callback {
override fun onSuccess(file: File) {
continuation.resume(file)
}
})
}
}
suspend fun saveFile(file: File) {
//suspendCoroutine is key point
return suspendCoroutine { continuation ->
fileSystem.save(callback: FileSystem.Callback {
override fun onSuccess() {
continuation.resume()
}
})
}
}
GlobalScope.launch {
val downloadResult = downloadFile() //1. suspend function
show(downloadResult) //2. UI
saveFile(downloadResult) //3. suspend function
}
延续
它创建了Continuation类,它是一个状态机,内部有invokeSuspend()函数。在任何挂起函数的末尾调用invokeSuspend()(像回调一样)
class Continuation {
int label;
//block of local variabels
File file;
void invokeSuspend(Object result) {
switch (label) {
case 0: {
label = 1;
downloadFile(this); //1. suspend function
return;
}
case 1: {
file = (File) result; //work with result
show(file); //2. UI
saveFile(file, this); //3.suspend function
return;
}
}
}
}
class MyClass {
fun downloadFile(continuation: Continuation): File {
//logic
continuation.invokeSuspend(file)
}
fun saveFile(file: File, continuation: Continuation) {
//logic
continuation.invokeSuspend()
}
}
暂停
suspended只是一个函数的标记,它将被添加新的延续参数(continue: continue) 分割状态机,这意味着它可以暂停机器 暂停函数应该在Continuation.resume() -> Continuation. invokesuspend()中调用Continuation.resume() 挂起的函数只能从couroutine调用
协程的行为完全依赖于库的实现
协程类似于子例程/线程。 区别在于,一旦调用方调用了子例程/线程,它将永远不会返回到调用方函数。 但是协程可以在执行几段代码后返回到调用方,允许调用方执行一些自己的代码,并返回到它停止执行的协程点,并从那里继续。 ie。协程有多个入口点和出口点
协程作为并发性的实现和多线程的替代方案。
协程是实现并发的单线程解决方案。
A-Start ------------------------------------------ A-End
| B-Start -----------------------------------------|--- B-End
| | C-Start ------------------- C-End | |
| | | | | |
V V V V V V
1 thread->|<-A-|<--B---|<-C-|-A-|-C-|--A--|-B-|--C-->|---A---->|--B-->|
与多线程解决方案相比:
thread A->|<--A| |--A-->|
thread B------>|<--B| |--B-->|
thread C ---------->|<---C| |C--->|
协程是异步编程的一种实现,异步编程用于实现并发。 许多语言使用协程实现异步编程。其他答案表明Python, Kotlin, Lua, c++已经做到了。 最有用/通常用于涉及I/O绑定问题的场景,例如在获取数据时呈现UI,或从多个数据源下载。
另一方面, 在python中,gevent库是一个基于协程的网络库,它为您提供线程类功能,如异步网络请求,而无需创建和销毁线程的开销。所使用的协程库是绿色的。
我发现这个链接的解释非常直接。这些答案中没有一个试图解释并发和并行,除了这个答案中的最后一个要点。
什么是并发(程序)?
引用自Joe Armstrong的“编程Erlang”,传奇人物:
并发程序在并行计算机上可能运行得更快。
a concurrent program is a program written in a concurrent programming language. We write concurrent programs for reasons of performance, scalability, or fault tolerance. a concurrent programming language is a language that has explicit language constructs for writing concurrent programs. These constructs are an integral part of programming language and behave the same way on all operating systems. a parallel computer is a computer that has several processing units (CPUs or cores) that can run at the same time.
所以并发性和并行性是不同的。您仍然可以在单核计算机上编写并发程序。分时调度器会让你感觉你的程序正在并发运行。
并发程序有可能在并行计算机中并行运行,但不能保证。操作系统可能只给你一个内核来运行程序。
因此,并发是一个来自并发程序的软件模型,这并不意味着您的程序可以在物理上并行运行。
协程和并发
“协程”一词由两个词组成:“co”(合作)和“routine”(函数)。
A.它实现了并发还是并行?
为了简单起见,让我们在单核计算机上讨论它。
并发性是通过来自操作系统的分时实现的。线程在CPU内核上按照指定的时间框架执行代码。它可以被OS抢占。它也可以将控制权交给操作系统。
另一方面,协程将控制权交给线程内的另一个协程,而不是交给OS。因此,线程内的所有协程仍然利用该线程的时间框架,而不会将CPU核心交给由操作系统管理的其他线程。
因此,您可以认为协程是通过用户而不是通过操作系统(或准并行)实现分时的。协程运行在分配给运行这些协程的线程的同一个核心上。
协程能实现并行吗?如果它是cpu绑定的代码,则不会。就像分时系统一样,它让你感觉它们是平行运行的,但它们的执行是交错的,而不是重叠的。如果它是IO绑定的,是的,它通过硬件(IO设备)实现并行,而不是通过您的代码。
B.与函数调用的区别?
如图所示,它不需要调用return来切换控制。它可以不计回报地付出。协程保存并共享当前函数帧(堆栈)上的状态。因此,它比函数轻量级得多,因为你不需要保存寄存器和局部变量来堆栈,并在调用ret时倒带调用stack。