13. Корутины C++ 20 - часть 1 | Параллельное программирование 2025

Video Description

Это вводная лекция по корутинам C++ 20 Практические задания и примеры кода доступны на моем гитхабе: https://github.com/alexey-malov/pc Краткое содержание лекции ### Что такое корутины (сопрограммы) - Корутины — это функции, которые можно приостанавливать и возобновлять в процессе выполнения. - В отличие от обычных функций, они не обязательно завершаются за один вызов. - Основная цель — упростить написание кода, особенно для асинхронных или ленивых вычислений. - Примеры из других языков: `async/await` в JavaScript и C#. --- ### Типы корутин - **Stackless (без собственного стека)** - Встроены в стандарт C++ с версии C++20. - Выполняются в контексте вызывающей функции, без отдельного стека. - **Stackful (с собственным стеком)** - Поддерживаются библиотеками (например, Boost.Coroutine). - Более гибкие, но требуют ручного управления стеком. --- ### Преимущества использования корутин - Упрощение асинхронного и ленивого кода: избавляют от вложенных колбэков и `std::promise`. - Позволяют писать асинхронный код в синхронном стиле, улучшая читаемость. - Эффективны при работе с I/O и другими сценариями, где программа часто «ждёт». --- ### Ключевые элементы корутин в C++20 - `co_await` — приостанавливает выполнение, пока awaitable-объект не будет готов. - `co_yield` — приостанавливает выполнение и возвращает значение, как в генераторах. - `co_return` — завершает выполнение и возвращает результат. --- ### Архитектура и реализация - Компилятор преобразует функции, содержащие ключевые слова `co_await`, `co_yield` или `co_return`, в корутины. - Для каждой корутины создаётся `promise_type`, определяющий её поведение. - Интерфейс `std::coroutine_handle` позволяет управлять жизненным циклом корутины (вызов `resume()`, `destroy()`, проверка `done()` и др.). - Используется `std::coroutine_traits` для связывания возвращаемого типа и `promise_type`. --- ### Примеры использования - **Генераторы**: - Например, `std::generator` (доступен в C++23) позволяет итерироваться по ленивым последовательностям. - **Асинхронные задачи:** - Работа с I/O (чтение файлов, сетевые запросы) через `co_await` и awaitable-объекты. --- ### Особенности и предостережения - Корутины сохраняют локальные переменные между приостановками. - **Stackless-корутины** эффективны по памяти, но не поддерживают произвольные переключения контекста, как stackful. - Всегда проверяйте, валиден ли `coroutine_handle`, прежде чем вызывать `resume()` или другие методы. - Нужно явно управлять временем жизни и завершением корутин. --- ### Практические рекомендации - Используйте корутины в задачах, где есть много операций ожидания (сетевые задержки, I/O, таймеры). - Обрабатывайте исключения внутри корутин с помощью `try/catch`. - Освобождайте ресурсы корректно: завершённые корутины должны быть уничтожены через `destroy()`. --- ### Итоги Корутины в C++20 — это мощный инструмент, который позволяет писать понятный и эффективный асинхронный код. Они абстрагируют сложность управления состоянием и позволяют избавиться от callback hell. Однако использование корутин требует понимания их механизма, включая `promise_type`, `coroutine_handle` и поведение компилятора. --- Тайм-коды: 0:00 Что такое корутины 3:32 Генератор числовой последовательности 7:06 Ключевые слова co_return, co_yield, co_await 13:21 Создаем корутину и изучаем её работу Чтобы оставаться на связи в условиях блокировки Youtube в России подписывайтесь на мой Telegram-канал https://t.me/vivid_coding В заставке использована композиция "Папа может в Си" музыкального коллектива "Научно-технический рэп" (https://vk.com/nii_rap)