boost asio 和 co_await 中断协程

编程问答 2022-05-29

问题描述

我正在尝试使用 boost asio 的 C++20 协程。我目前的意图是在 https://www.boost.org/doc/libs/1_75_0/doc/html/boost_asio/example/cpp17/coroutines_ts/echo_server.cpp 的协程示例中嵌入一个简单的暂停点。

据我了解 https://en.cppreference.com/w/cpp/coroutine/suspend_always 此处的文档，此调用应有效：

co_await suspend_always{};

在这个协程中：

awaitable<void> echo(tcp::socket socket)
{
  try
  {
    char data[1024];
    for (;;)
    {
      std::size_t n = co_await socket.async_read_some(boost::asio::buffer(data),use_awaitable);
      co_await suspend_always{};  // <-- here
      co_await async_write(socket,boost::asio::buffer(data,n),use_awaitable);
    }
  }
  catch (std::exception& e)
  {
    std::printf("echo Exception: %s\n",e.what());
  }
}

然而，有一个编译器错误：

error: no matching member function for call to 'await_transform'
            co_await suspend_always{};
            ^~~~~~~~

有人可以解释一下，如何在不使用带有 async_wait 的计时器的情况下在上述协程中引入暂停点。

解决方法

C++ 协程中没有“简单的暂停点”这样的东西。暂停点是协程的内部机制，协程提供者（具体协程库的作者）如何使用暂停是协程提供者的具体实例（asio awaitable 在您的示例中）的实现细节。如果协程提供者没有公开 API 来为提供者的协程添加用户定义的扩展，那么您无能为力。

在您的示例中，您想要添加一个暂停点。但是谁来负责恢复协程呢？以及如何进行这种恢复？这样的出乎意料的避震协程供应商会期待吗？

也许在不了解协程提供者的实现细节或该协程提供者的批准的情况下不应该执行此类操作并不明显，所以让我们考虑一个简单的例子 - 生成器。

生成器通常实现如下： class generator 是协程的返回值。它有指向协程句柄的指针。 Generator 提供 begin() 和 end() 成员函数，返回当前迭代器和哨兵。当递增迭代器协程句柄恢复时，运行并将下一个值存储在指定的存储中或运行到完成。当迭代器与哨兵协程进行比较时，检查是否完成（因此当协程完成时迭代器 current 等于 end）。当迭代器被取消引用时，它会从存储中返回存储的值。

你可以像这样使用这样的生成器：

generator example() {
  co_yield 1;
  co_yield 2;
  co_yield 3;
}

generator g = example(); // create generator

// iterate over every value
for(auto i : g) { 
  std::cout << i << '\n';
}
// prints:
// 1
// 2
// 3

然后让我们假设用户能够向 example 函数添加暂停点：

generator example2() {
  co_await suspend_always{}; // simple suspension point
  co_yield 1;
  co_yield 2;
  co_yield 3;
}

很明显，现在生成器的不变量被破坏了。协程被挂起，但没有存储任何值供迭代器返回。

这就是为什么需要协程提供者明确支持为协程库添加扩展。

,

除了@Serikov提到的设计考虑之外，实现原因是：

promise_type 提供成员函数await_transform，

这意味着 awaitable 中的 co_await awaitable 必须通过函数 await_transform，根据 C++ 标准。

但是 asio 没有为 std::suspend_always 提供兼容的重载。见boost/asio/impl/awaitable.hpp

我怀疑，如果您为 std::suspend_always 提供重载，它会按您的预期工作。

auto await_transform(std::suspend_always) noexcept { return std::suspend_always{}; }