co_await 似乎不是最理想的？

Question

我有一个异步函数

void async_foo(A& a, B& b, C&c, function<void(X&, Y&)> callback);

我想在无堆栈协程中使用它，所以我写了

auto coro_foo(A& a, B& b, C& c, X& x) /* -> Y */ {
  struct Awaitable {
    bool await_ready() const noexcept { return false; }
    bool await_suspend(coroutine_handle<> h) {
      async_foo(*a_, *b_, *c_, [this, h](X& x, Y& y){
        *x_ = std::move(x);
        y_ = std::move(y);
        h.resume();
      });
    }
    Y await_resume() {
      return std::move(y);
    }
    A* a_; B* b_; C* c_; X* x_; Y y_;
  };
  return Awaitable{&a, &b, &c, &x};
}

那么我可以这样使用它：

Y y = co_await coro_foo(a, b, c, x);

编译器会将其重写为：

  auto e = coro_foo(a, b, c, x);
  if (!e.await_ready()) {
    <suspend>
    if (e.await_suspend(h)) return;
resume-point:
    <resume>
  }
  Y y = e.await_resume();

这样，协程将在暂停时保留a_、b_ 和c_，只需要保留它们直到我们在await_suspend(h) 中获得coroutine_handle。
（顺便说一句，我不确定我是否可以在此处保留对参数的引用。）

如果包装函数可以直接获取coroutine_handle作为参数，效率会高很多。

这可能是一个隐含的论点：

Promise f(coroutine_handle<> h);
co_await f();

或者它可能是一个特殊的关键字参数：

Promise f(coroutine_handle<> h);
f(co_await);

我在这里遗漏了什么吗？ （其他的开销不是很大。）

Answer 1

Coroutine TS 定义的“协程”系统旨在处理异步函数：

1. 返回类似未来的对象（表示延迟返回值的对象）。
2. future-like 对象能够与延续函数相关联。

async_foo 不满足这些要求。它不返回类似未来的对象；它通过延续函数“返回”一个值。而且这个延续是作为参数传递的，而不是你对对象的返回类型做的事情。

当co_await 完全发生时，生成未来的潜在异步过程预计已经开始。或者至少，co_await 机制使其可能启动。

您提议的版本失去了await_ready 功能，这使co_await 能够处理潜在的异步进程。在生成未来和调用await_ready 之间，该过程可能已经完成。如果有，则无需安排协程的恢复。因此，它应该发生在这里，在这个线程上。

如果堆栈效率低下的小问题困扰着您，那么您将不得不按照 Coroutine TS 希望您的方式做事。

处理此问题的一般方法是coro_foo 将直接执行async_foo 并返回具有.then 类似机制的类似未来的对象。你的问题是async_foo 本身没有.then 类似的机制，所以你必须创建一个。

这意味着coro_foo 必须传递async_foo 一个存储coroutine_handle<> 的函子，该函子可以由未来的延续机制更新。当然，您还需要同步原语。如果句柄在仿函数执行时已经初始化，则仿函数调用它，恢复协程。如果仿函数在没有恢复协程的情况下完成，仿函数将设置一个变量让等待机器知道该值已准备好。

由于句柄和此变量在 await 机器和仿函数之间共享，因此您需要确保两者之间的同步。这是一件相当复杂的事情，但这是.then 风格的机器所需要的。

或者你可以忍受轻微的低效率。

Answer 2

当前设计具有重要的未来，co_await 采用通用表达式而不是调用表达式。

这使我们可以编写如下代码：

auto f = coro_1();
co_await coro_2();
co_await f;

我们可以并行运行两个或多个异步任务，然后等待它们。

因此，coro_1 的实现应该在其调用中开始其工作，而不是在 await_suspend 中。

这也意味着应该有一个预先分配的内存，coro_1 将把它的结果放在哪里，coroutine_handle 放在哪里。

我们可以使用不可复制的Awaitable 并保证复制省略。
async_foo 将从Awaitable 的构造函数中调用：

auto coro_foo(A& a, B& b, C& c, X& x) /* -> Y */ {
  struct Awaitable {
    Awaitable(A& a, B& b, C& c, X& x) : x_(x) {
      async_foo(a, b, c, [this](X& x, Y& y){
        *x_ = std::move(x);
        y_ = &y;
        if (done_.exchange(true)) {
          h.resume();  // Coroutine resumes inside of resume()
        }
      });
    }
    bool await_ready() const noexcept {
      return done_;
    }
    bool await_suspend(coroutine_handle<> h) {
      h_ = h;
      return !done_.exchange(true);
    }
    Y await_resume() {
      return std::move(*y_);
    }
    atomic<bool> done_;
    coroutine_handle<> h_;
    X* x_;
    Y* y_;
  };
  return Awaitable(a, b, c, &x);
}

Answer 3

如果我们使用类似未来的类，async_foo 可以直接从coro_foo 调用。
这将花费我们一次分配和一个原子变量：

static char done = 0;

template<typename T>
struct Future {
  T t_;
  std::atomic<void*> addr_;

  template<typename X>
  void SetResult(X&& r) {
    t_ = std::move(r);
    void* h = addr_.exchange(&done);
    if (h) std::experimental::coroutine_handle<>::from_address(h).resume();
  }

  bool await_ready() const noexcept { return false; }
  bool await_suspend(std::experimental::coroutine_handle<> h) noexcept {
    return addr_.exchange(h.address()) != &done;
  }
  auto await_resume() noexcept {
    auto t = std::move(t_);
    delete this;  // unsafe, will be leaked on h.destroy()
    return t;
  }
};

Future<Y>& coro_foo(A& a, B& b, C& c, X& x) {
  auto* p = new Future<Y>;
  async_foo(a, b, c, [p, &x](X& x_, Y& y_) {
        x = std::move(x_);
        p->SetResult(y_);
  });
  return *p;
}

看起来不是很贵，
但它并没有显着改善问题中的代码。
（这也伤害了我的眼睛）