C++1z协程线程上下文和协程调度

Question

根据最新的 C++ TS:http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2016/n4628.pdf ，基于对 C# async/await 语言支持的理解，我想知道 C++ 协程的“执行上下文”(借用自 C# 的术语)是什么？

我在 Visual C++ 2017 RC 中的简单测试代码显示，协程似乎总是在线程池线程上执行，应用程序开发人员几乎无法控制协程可以在哪个线程上下文上执行 - 例如应用程序是否可以强制所有协程(使用编译器生成的状态机代码)仅在主线程上执行， 不涉及任何线程池线程？

在 C# 中，SynchronizationContext 是一种指定所有协程“半”(编译器生成的状态机代码)将被发布和执行的“上下文”的方法，如本文所示:https://blogs.msdn.microsoft.com/pfxteam/2012/01/20/await-synchronizationcontext-and-console-apps/ ，而当前 Visual C++ 2017 RC 中的协程实现似乎总是依赖于并发运行时，默认情况下在线程池线程上执行生成的状态机代码。用户应用程序是否可以使用类似的同步上下文概念将协程执行绑定(bind)到特定线程？

此外，在 Visual C++ 2017 RC 中实现的协程的当前默认“调度程序”行为是什么？即 1) 如何准确指定等待条件？ 2)当等待条件满足时，谁调用挂起的协程的“下半部分”？

我对 C# 中的任务调度的(天真)推测是，C# 纯粹通过任务继续来“实现”等待条件 - 等待条件由 TaskCompletionSource 拥有的任务合成，任何需要等待的代码逻辑都将被链接为它的延续，所以如果满足等待条件，例如如果从低级网络处理程序接收到完整消息，它会执行 TaskCompletionSource.SetValue，将底层任务转换为完成状态，有效地允许链接的继续逻辑开始执行(将任务从以前创建的状态) - 在 C++ 协程中，我推测 std::future 和 std::promise 将用作类似的机制(std::future 是任务，而 std::promise 是 TaskCompletionSource，以及用法也惊人地相似!)- C++ 协程调度程序(如果有的话)是否依赖某种类似的机制来执行行为？

[编辑]:经过进一步研究，我能够编写一个非常简单但非常强大的抽象，称为 awaitable，它支持单线程和协作多任务处理，并具有一个简单的基于 thread_local 的调度程序，可以在线程上执行协程root 协程启动。代码可以从这个 github repo 中找到:https://github.com/llint/Awaitable

Awaitable 是可组合的，它在嵌套级别保持正确的调用顺序，并且它具有原始屈服、定时等待和从其他地方设置就绪的特点，并且可以从中派生非常复杂的使用模式(例如无限循环协程仅在某些事件发生时才被唤醒)，编程模型紧密遵循基于 C# 任务的异步/等待模式。请随时提供您的反馈。

Answer 1

相反!

C++ 协程是关于控制的。这里的重点是
void await_suspend(std::experimental::coroutine_handle<> handle)功能。

每个 co_await期望等待类型。简而言之，awaitable 类型就是提供这三个功能的类型:

1. bool await_ready() - 程序应该停止协程的执行吗？
2. void await_suspend(handle) - 程序向您传递该协程框架的延续上下文。如果您激活了句柄(例如，通过调用句柄提供的 operator () - 当前线程立即恢复协程)。
3. T await_resume() - 告诉恢复协程的线程在恢复协程时要做什么以及从co_await返回什么.

所以当您调用 co_await 时在可等待类型上，程序会询问可等待的协程是否应该暂停(如果 await_ready 返回 false)，如果是 - 你会得到一个协程句柄，你可以在其中做任何你喜欢的事情。

例如，您可以将协程句柄传递给线程池。在这种情况下，线程池线程将恢复协程。

您可以将协程句柄传递给一个简单的 std::thread - 你的自己的创建线程将恢复协程。

您可以将协程句柄附加到 OVERLAPPED 的派生类中并在异步 IO 完成时恢复协程。

如您所见 - 您可以控制协程暂停和恢复的位置和时间 - 通过管理传入的协程句柄 await_suspend .没有“默认调度程序”——如何实现等待类型将决定协程如何调度。

那么，在 VC++ 中会发生什么？不幸的是，std::future还是没有then函数，所以你不能将协程句柄传递给 std::future .如果您等待 std::future - 程序只会打开一个新线程。看future给出的源代码标题:

template<class _Ty>
    void await_suspend(future<_Ty>& _Fut,
        experimental::coroutine_handle<> _ResumeCb)
    {   // change to .then when future gets .then
    thread _WaitingThread([&_Fut, _ResumeCb]{
        _Fut.wait();
        _ResumeCb();
    });
    _WaitingThread.detach();
    } 

那么，如果协程在常规 std::thread 中启动，为什么你会看到一个 win32 线程池线程？ ?那是因为它不是协程。 std::async在幕后调用 concurrency::create_task .一个 concurrency::task默认在win32线程池下启动。毕竟，std::async 的全部目的是在另一个线程中启动可调用对象。