协程

定义

协程是一种可以在执行过程中主动暂停并在之后恢复的程序组件。与普通函数一次进入、一次返回不同,协程能在多个挂起点之间来回切换,因而被称为协作式的多任务单元。

原理

协程通过保存自身的执行状态实现挂起与恢复。当协程让出控制权时,它的局部变量与执行位置被保留;再次调度时从让出点继续。这种切换由程序自身决定,而非操作系统抢占,因此切换开销远小于线程。

协程通常运行在用户态,由运行时或调度器在少量线程上复用大量协程,从而以极低成本支撑高并发。

应用

协程在以下领域很常见:

• 高并发网络服务,用同步写法处理海量连接。
• 异步入出操作,避免回调嵌套。
• 生成器与惰性序列的实现。
• 游戏逻辑中分帧执行的任务。

许多现代语言原生支持协程,使开发者能以接近顺序代码的方式编写异步逻辑,显著提升可读性与吞吐能力。