Lua 的 Coroutine（协程）模块

基本概念

Lua 的 Coroutine（协程）是一种轻量级的线程，它允许程序在单个线程中实现多个执行流的协作式调度。与操作系统线程不同，协程是完全由用户控制的，在用户态进行切换，不需要内核参与。

核心功能

创建协程

lua 复制代码

co = coroutine.create(function()
    print("协程开始执行")
end)

启动/恢复协程

lua 复制代码

coroutine.resume(co)  -- 输出："协程开始执行"

挂起协程

lua 复制代码

co = coroutine.create(function()
    print("第一步")
    coroutine.yield()
    print("第二步")
end)

coroutine.resume(co)  -- 输出："第一步"
coroutine.resume(co)  -- 输出："第二步"

状态管理

协程有以下几种状态：

suspended（挂起）：刚创建或调用 coroutine.yield 后的状态
running（运行）：正在执行的状态
dead（结束）：函数执行完毕的状态

可以通过 coroutine.status(co) 查询协程状态。

数据交换

协程支持在 coroutine.resume 和 coroutine.yield 之间传递数据：

lua 复制代码

co = coroutine.create(function(x)
    print("收到："..x)
    local y = coroutine.yield("返回1")
    print("收到："..y)
    return "返回2"
end)

print(coroutine.resume(co, "输入1"))  -- 输出："收到：输入1" 和 "true 返回1"
print(coroutine.resume(co, "输入2"))  -- 输出："收到：输入2" 和 "true 返回2"

应用场景

迭代器实现：可以用协程实现复杂的迭代逻辑
状态机：将状态转换逻辑封装在协程中
协作式多任务：在单线程中模拟多任务处理
游戏开发：处理角色AI、动画序列等
网络编程：实现非阻塞IO的协程调度

示例：生产者-消费者模式

lua 复制代码

function producer()
    return coroutine.create(function()
        while true do
            local x = io.read()
            coroutine.yield(x)
        end
    end)
end

function consumer(prod)
    while true do
        local status, value = coroutine.resume(prod)
        if not status then break end
        print("消费："..value)
    end
end

consumer(producer())

注意事项

协程不是抢占式的，需要显式调用 coroutine.yield 让出执行权
协程的栈空间有限，深度递归可能导致栈溢出
协程间的数据共享需要注意同步问题
错误处理需要通过 coroutine.resume 的返回值判断

扩展阅读

Lua 5.3+ 版本对协程做了优化，性能更好。在 LuaJIT 中协程的执行效率更高，适合高性能场景。