浅谈 C# 中的代码协同 (Coroutine) 执行支持

蓝信子

　　几个月前我曾大致分析过 C# 2.0 中 iterator block 机制的实现原理，《C# 2.0 中Iterators的改进与实现原理浅析》，文中简要介绍了 C# 2.0 是如何在不修改 CLR 的前提下由编译器，通过有限状态机来实现 iterator block 中 yield 关键字。 　　实际上，这一机制的最终目的是提供一个代码协同执行的支持机制。 　　以下内容为程序代码: 　　 　　using System.Collections.Generic; 　　 　　public class Tokens : IEnumerable 　　{ 　　public IEnumerator GetEnumerator() 　　{ 　　for(int i = 0; i 　　#include 　　#include 　　 　　// The function object multiplies an element by a Factor 　　template 　　class MultValue 　　{ 　　private: 　　Type Factor;　 // The value to multiply by 　　public: 　　// Constructor initializes the value to multiply by 　　MultValue ( const Type& _Val

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: Factor ( _Val

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{ 　　} 　　 　　// The function call for the element to be multiplied 　　void operator (

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( Type& elem

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const 　　{ 　　elem *= Factor; 　　} 　　}; 　　 　　int main(

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　　{ 　　using namespace std; 　　 　　vector v1; 　　 　　//... 　　 　　// Using for_each to multiply each element by a Factor 　　for_each ( v1.begin (

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, v1.end (

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, MultValue ( -2

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; 　　} 　　 　　虽然 STL 较为成功的通过迭代器、算法和谓词，将此协同执行逻辑中的行为和控制分离，谓词表现行为(MultValue、迭代器(v1.being(), v1.end())表现控制状态、算法表现控制逻辑(for_each)，但仍然存在编写复杂，使用麻烦，并且语义不连冠的问题。 　　一个缓解的方法是将谓词的定义与控制部分合并到一起，就是类似 boost:ambda 的实现思路： 　　以下内容为程序代码: 　　 　　for_each(v.begin(), v.end(), _1 = 1); 　　 　　for_each(vp.begin(), vp.end(), cout = 0) 　　{ 　　std::cout << cur << std::endl; 　　 　　SwitchToFiber(fiberFor); 　　} 　　 　　DeleteFiber(fiberFor); 　　 　　上述伪代码是纤程使用的一个大概流程，可以看出实际上纤程跟上面 Ruby 和 C# 2.0 中的协同执行所需功能是非常符合的。而在实现上，纤程实际上是通过在同一线程堆栈中构造出不同的区域(ConvertThreadToFiber/CreateFiber)，在 SwitchToFiber 函数中切换到指定区域，以此区域(纤程)的代码和寄存器等环境执行，有点类似于 C 代码库中 longjmp 的概念。Netscape 提供的状态线程库 State Threads library 就是通过 longjmp 等机制模拟的类似功能。 　　而在 .NET 1.0/1.1 中要使用纤程，则还需要考虑对每个纤程的 Managed 环境构造，以及切换调度时的状态管理等等。有兴趣的朋友可以仔细阅读上述两篇精彩文章。 　　以下内容为程序代码: 　　 　　class CorIter : Fiber { 　　protected o <