掌握现代异步编程利器（C++协程基础与入门实战教程）

C++20 协程的核心组件

要编写一个 C++ 协程，你需要了解三个关键概念：

• Promise 类型（promise_type）：定义协程的行为，如返回值类型、如何启动、如何处理异常等。
• 协程句柄（coroutine_handle）：用于控制协程的恢复和销毁。
• Awaitable 对象：决定协程是否挂起，以及何时恢复。常见的有 co_await 表达式。

第一个 C++ 协程示例

下面是一个最简单的协程例子，展示如何使用 co_return 返回值：

#include <iostream>#include <coroutine>#include <string>template<typename T>struct SimpleTask {    struct promise_type {        T value_;        SimpleTask get_return_object() {             return SimpleTask{std::coroutine_handle<promise_type>::from_promise(*this)};         }        std::suspend_always initial_suspend() { return {}; }        std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; }        void return_value(T value) { value_ = value; }        void unhandled_exception() { std::terminate(); }    };    std::coroutine_handle<promise_type> handle_;    T result() { return handle_.promise().value_; }    ~SimpleTask() { if (handle_) handle_.destroy(); }};SimpleTask<std::string> helloCoroutine() {    co_return "Hello from C++ coroutine!";}int main() {    auto task = helloCoroutine();    task.handle_.resume(); // 启动协程    std::cout << task.result() << std::endl;    return 0;}

这段代码虽然看起来有点复杂，但它展示了 C++20协程入门 的基本结构。我们定义了一个模板类 SimpleTask，它内部包含一个 promise_type，用于管理协程的状态。函数 helloCoroutine 使用了 co_return 关键字，表示这是一个协程。

使用 co_await 实现挂起与恢复

更常见的场景是使用 co_await 来挂起协程，直到某个条件满足。例如，模拟一个异步延迟操作：

#include <iostream>#include <coroutine>#include <chrono>#include <thread>struct DelayAwaiter {    int ms_;    bool await_ready() { return false; }    void await_suspend(std::coroutine_handle<>) {        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(ms_));    }    void await_resume() {}};DelayAwaiter delay(int ms) {    return DelayAwaiter{ms};}// 假设我们有一个支持 co_await 的 Task 类（简化版）task<void> example() {    std::cout << "Start\n";    co_await delay(1000);    std::cout << "After 1 second\n";}

在这个例子中，DelayAwaiter 是一个 awaitable 对象。当协程执行到 co_await delay(1000) 时，会调用 await_suspend，在此处线程休眠 1 秒，然后协程自动恢复。这就是 协程编程教程 中最核心的挂起-恢复机制。

为什么使用 C++ 协程？

传统的异步编程通常依赖回调函数或状态机，代码容易变得复杂且难以维护（即“回调地狱”）。而 C++ 协程允许你以同步风格编写异步逻辑，大大提升了代码可读性和可维护性。这正是 现代C++异步编程 的魅力所在。

学习建议

初学者可以从简单的协程返回值开始，逐步尝试使用 co_await 和自定义 awaitable 对象。推荐使用支持 C++20 的编译器（如 GCC 11+、Clang 14+ 或 MSVC 19.28+），并开启 -std=c++20 编译选项。

掌握 C++协程基础 是迈向高性能、高响应性 C++ 应用的关键一步。希望这篇 C++20协程入门 教程能为你打开协程世界的大门！