c++20协程是什么 c++ coroutine入门使用【前沿】

C++20协程是编译器支持的协作式执行机制，通过co_await、co_yield、co_return识别，需自定义返回类型及promise_type，并遵循awaiter协议实现挂起与恢复。

C++20协程不是“线程”或“语法糖”，而是一套编译器支持的、用户可定制的协作式执行机制。它让函数能中途暂停、保存状态、稍后从中断点恢复，整个过程不依赖操作系统调度，开销远低于线程，也比回调嵌套更直观。

协程怎么识别？三个关键字就够了

只要函数体内出现以下任意一个，编译器就把它当作协程：

• co_await：挂起当前协程，等待某个操作完成（比如网络响应、定时器到期）；
• co_yield：产出一个值并挂起，常用于生成器（如逐个返回斐波那契数）；
• co_return：结束协程，并把结果交给调用方（可带值，也可不带）。

必须定义的返回类型和 promise_type

协程不能直接返回 int 或 void，必须返回一个自定义类型（如 task、generator），且该类型内部要嵌套定义 promise_type。

promise_type 是协程行为的“控制中心”，至少需实现：

• get_return_object()：构造并返回协程句柄关联的对象（比如 task{handle}）；
• initial_suspend()：决定协程一启动就运行（suspend_never），还是先挂起（suspend_always）；
• final_suspend()：协程结束时是否挂起（影响资源清理时机）；
• return_value(T) 或 return_void()：接收 co_return 的值；
• unhandled_exception()：捕获未处理异常（建议调用 std::terminate 或记录）。

co_await 背后是 awaiter 协议

co_await expr 不是直接等系统调用，而是要求 expr 类型满足 awaiter 接口：

• await_ready()：快速判断是否还需真挂起（比如缓冲区已有数据，就跳过挂起）；
• await_suspend(coroutine_handle)：真正挂起时调用，通常注册回调（如投递到线程池、io_uring、epoll）；
• await_resume()：恢复后执行，返回给 co_await 表达式的值。

典型入门写法：一个最简 task

不用第三方库，也能跑通基本流程：

struct task {
  struct promise_type {
    task get_return_object() { return {}; }
    std::suspend_never initial_suspend() { return {}; }
    std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; }
    void return_void() {}
    void unhandled_exception() { std::terminate(); }
  };
};

task my_coro() {
  std::cout << "start\n";
  co_await std::suspend_always{}; // 主动挂起一次
  std::cout << "resumed\n";
  co_return;
}

调用后协程立即执行到 co_await 挂起；之后需手动调用 coroutine_handle::resume() 才会继续——这就是“可控暂停”的本质。