C++20协程是可挂起、可恢复的函数执行机制,核心由协程关键字、promise对象和awaiter对象组成,支持异步非阻塞编程但不自带并发,需调度器配合实现高效异步逻辑。
C++20协程不是线程,也不是简单的函数调用,而是一种**可挂起、可恢复的函数执行机制**——它让函数能在中途暂停(保存当前栈状态),等某个异步事件(比如I/O完成、定时器触发)就绪后再从暂停处继续执行,且整个过程不阻塞线程。
每个C++20协程由三部分组成,缺一不可:
co_await、co_yield 或 co_return,编译器就将其识别为协程;普通函数加了这些关键字会编译失败。promise_type 实例,负责管理协程生命周期、返回值、异常处理和挂起点逻辑;你可以自定义它来控制行为(比如把协程调度到线程池)。co_await 等待的对象,必须提供 await_ready()、await_suspend() 和 await_resume() 三个成员函数;它决定“什么时候恢复”以及“恢复前做什么”(例如注册回调、切线程、
记录日志)。下面是一个返回 int 的协程示例(使用 cppcoro 或 C++23 标准库中的 std::generator 类似思路):
taskget_value_async() { co_await delay(100ms); // 挂起:等待100毫秒(不阻塞线程) co_return 42; // 恢复后返回结果 }
调用它不会立刻得到 int,而是得到一个 task 对象(即协程句柄)。真正执行要靠驱动器(如 event loop 或 executor)启动。关键点:
co_await 不是“等待”,而是“注册后续动作并交出控制权”。协程本身不引入并发,它只是让单线程也能优雅表达异步逻辑(类似 Python 的 async/await)。实际并发靠外部调度器实现:
try/catch 有效)。C++20 标准只定义了协程语法和底层机制,没提供现成的 task 或 executor。建议按这个路径起步:
std::generator(C++23)练手,它是协程的轻量封装,适合生成序列;task、when_all、timer 等实用类型;promise_type —— 先读懂 cppcoro 或 libunifex 的实现,再定制;g++-11+ -std=c++20 -fcoroutines(Clang 类似)。基本上就这些。协程不是银弹,但它让 C++ 异步代码从“推回调”变成“写逻辑”,结构清晰、资源可控、性能友好。入门门槛略高,但一旦掌握,写网络服务、游戏逻辑、嵌入式事件驱动程序都会轻松不少。