Lua中的协同程序详解
前言
协同程序与线程差不多，也就是一条执行序列，拥有自己独立的栈、局部变量和指令指针，同时又与其它协同程序共享全局变量和其它大部分东西。从概念上讲，线程与协同程序的主要区别在于，一个具有多个线程的程序可以同时运行几个线程，而协同程序却需要彼此协作的运行。就是说，一个具有多个协同程序的程序在任意时刻只能运行一个协同程序，并且正在运行的协同程序只会在其显式地要求挂起时，它的执行才会暂停。
协同程序基础
Lua将所有关于协同程序的函数放置在一个名为“coroutine”的table中。函数create用于创建新的协同程序，它只有一个参数，就是一个函数。该函数的代码就是协同程序需要执行的内容。create会返回一个thread类型的值，用以表示新的协同程序，一般create的参数是一个匿名函数，例如以下代码：
localco=coroutine.create(function()print("HelloWOrld")end)
一个协同程序可以有四种不同的状态：挂起（suspended）、运行（running）、死亡（dead）和正常（normal）。当新创建一个协同程序时，它处于挂起状态，言外之意就是，协同程序不会在创建它时自动执行其内容，我们可以通过函数status来检查协同程序的状态。
localco=coroutine.create(function()print("HelloWOrld")end)
print(coroutine.status(co)) --suspended
函数coroutine.resume用于启动或再次启动一个协同程序的执行，并将其状态由挂起改为运行：
localco=coroutine.create(function()print("HelloWOrld")end)
print(coroutine.status(co)) --suspended
coroutine.resume(co) --HelloWorld
上面的代码中，我调用了resume函数，将协同程序co由suspended改为running状态，当打印了HelloWorld之后，协同程序co就处于死亡状态。
到目前为止，协同程序就是一种函数调用。其实，协同程序的真正强大之处在于函数yield的使用上，该函数可以让一个运行中的协同程序挂起，而之后可以再恢复它的运行，例如以下代码：
localco=coroutine.create(function()
fori=1,10do
print("co",i)
coroutine.yield()
end
end)
--打印初始状态
print(coroutine.status(co)) --suspended
--唤醒协同程序co
coroutine.resume(co) --打印co1
--打印协同程序的状态
print(coroutine.status(co)) --suspended
--再次唤醒协同程序co
coroutine.resume(co) --打印co2
--打印协同程序的状态
print(coroutine.status(co)) --suspended
coroutine.resume(co) --打印co3
coroutine.resume(co) --打印co4
coroutine.resume(co) --打印co5
coroutine.resume(co) --打印co6
coroutine.resume(co) --打印co7
coroutine.resume(co) --打印co8
coroutine.resume(co) --打印co9
coroutine.resume(co) --打印co10
coroutine.resume(co) --什么都不打印
print(coroutine.status(co)) --dead
coroutine.resume(co)
当在协同程序的执行中发生任何错误，Lua是不会显示错误消息的，而是将执行权返回给resume调用。当coroutine.resume的第一个返回值为false时，就表明协同程序在运行过程中发生了错误；当值为true时，则表明协同程序运行正常。
当一个协同程序A唤醒另一个协同程序B时，协同程序A就处于一个特殊状态，既不是挂起状态（无法继续A的执行），也不是运行状态（是B在运行）。所以将这时的状态称为“正常”状态。
Lua的协同程序还具有一项有用的机制，就是可以通过一对resume-yield来交换数据。在第一次调用resume时，并没有对应的yield在等待它，因此所有传递给resume的额外参数都视为协同程序主函数的参数。如下述代码：
当协同程序中没有yield时，第一次调用resume，所有传递给resume的额外参数都将视为协同程序主函数的参数，如以下代码：
localco=coroutine.create(function(a,b,c)
print("co",a,b,c)
end)
coroutine.resume(co,1,2,3) --co123
当协同程序中存在yield时，一切就变的复杂了，先来分析一下这个流程：
1.调用resume，将协同程序唤醒；
2.协同程序运行；
3.运行到yield语句；
4.yield挂起协同程序，第一次resume返回；（注意：此处yield返回，参数是resume的参数）
5.第二次resume，再次唤醒协同程序；（注意：此处resume的参数中，除了第一个参数，剩下的参数将作为yield的参数）
6.yield返回；
7.协同程序继续运行；
此处从其它博客中借鉴的一部分代码，可以说明上面的调用流程：
functionfoo(a)
print("foo",a) --foo2
returncoroutine.yield(2*a)--return2*a
end
co=coroutine.create(function(a,b)
print("co-body",a,b)--co-body110
localr=foo(a+1)
print("co-body2",r)
localr,s=coroutine.yield(a+b,a-b)
print("co-body3",r,s)
returnb,"end"
end)
print("main",coroutine.resume(co,1,10))--true,4
print("------")
print("main",coroutine.resume(co,"r"))--true11-9
print("------")
print("main",coroutine.resume(co,"x","y"))--true10end
print("------")
print("main",coroutine.resume(co,"x","y"))--falsecannotresumedeadcoroutine
print("------")
输出结果如下：
>lua-e"io.stdout:setvbuf'no'""test.lua" co-body 1 10 foo 2 main true 4 ------ co-body2 r main true 11 -9 ------ co-body3 x y main true 10 end ------ main false cannotresumedeadcoroutine ------ >Exitcode:0
resume和yield的配合强大之处在于，resume处于主程中，它将外部状态（数据）传入到协同程序内部；而yield则将内部的状态（数据）返回到主程中。
生产者-消费者问题
现在我就使用Lua的协同程序来完成生产者-消费者这一经典问题。生产者生产东西，消费者消费生产者生产的东西。
localnewProductor
functionproductor()
locali=0
whiletruedo
i=i+1
send(i) --将生产的物品发送给消费者
end
end
functionconsumer()
whiletruedo
locali=receive() --从生产者那里得到物品
print(i)
end
end
functionreceive()
localstatus,value=coroutine.resume(newProductor)
returnvalue
end
functionsend(x)
coroutine.yield(x) --x表示需要发送的值，值返回以后，就挂起该协同程序
end
--启动程序
newProductor=coroutine.create(productor)
consumer()