我們來剖析一下協程的過程。通過這個剖析，希望達到梳理協程幾個重要概念的關系，把這些點串起來。所以在概念參考我們列出了相應的概念文字。

協程的創建

C++20協程在啟動前，開始會new 一個協程狀態（coroutine state?）。然后構造協程的承諾對象（promise?)。承諾對象（promise?)通過get_return_object()?構造協程的返回值result?。這個返回值在協程第一次掛起時，賦值給調用者。然后通過co_await promise.initial_suspend()?，決定協程初試完成后的行為。如果返回std::suspend_always?，初始化就掛起，如果返回std::suspend_never ，初始化后就繼續運行。(注意initial_suspend也可以返回其他協程體)

協程的co_await

cw_ret = co_await awaiter? 或者cw_ret = co_await fun()?，先計算表達式fun，fun返回結果，就是一個等待體awaiter?。系統先調用awaiter.await_ready()?接口，看等待體是否準備好了，沒準備好（return false?）就調用awaiter.await_suspend()。await_suspend?根據參數可以記錄調用其的協程的的句柄。await_suspend?的返回值為return true? ，或者 return void 就會掛起協程。

后面在外部如果恢復了協程的運行，awaiter.await_resume()?接口被調用。其返回結果，作為co_await的返回值。

協程的co_yield

co_yield cy_ret;?，相當于調用co_wait promise.yield_value(cy_ret)?，你可以在yield_value?中記錄參數cy_ret?后面使用，yield_value?的返回值如果是std::suspend_always?，協程掛起，如果返回std::suspend_never ，協程就繼續運行。

協程的co_return

co_yield cr_ret;?，調用promise.retun_value(cr_ret)?，如果沒有返回值相當于promise.retun_viod()?，你可以在retun_value?中記錄參數cr_ret?后面使用。然后調用co_await promise.final_suspend(void)?，如果返回值是std::suspend_always?，你需要自己手動青清理coroutine handle?，調用handle.destroy()。

這兒存在一個疑問，final_suspend?，并沒有真正掛起協程。看C++ 參考,里面說的也是calls promise.final_suspend() and co_awaits the result.?。按說如果返回應該要掛起。但用VS 2022測試是不會掛起的，再探 C++20 協程文章中說的是如果返回std::suspend_always?，需要你自己清理coroutine handle。存疑吧。

概念參考附錄：

這些概念在原文第一章都有，附錄在此僅供您方便參考。

協程狀態（coroutine state）

協程狀態（coroutine state）是協程啟動開始時，new空間存放協程狀態，協程狀態記錄協程函數的參數，協程的運行狀態，變量。掛起時的斷點。

注意，協程狀態 (coroutine state?)并不是就是協程函數的返回值RET。雖然我們設計的RET一般里面也有promise和coroutine handle?，大家一般也是通過RET去操作協程的恢復，獲取返回值。但coroutine state?理論上還應該包含協程運行參數，斷點等信息。而協程狀態 (coroutine state?)應該是協程句柄（coroutine handle）對應的一個數據，而由系統管理的。

承諾對象（promise）

承諾對象的表現形式必須是result::promise_type，result為協程函數的返回值。

承諾對象是一個實現若干接口，用于輔助協程，構造協程函數返回值；提交傳遞co_yield，co_return的返回值。明確協程啟動階段是否立即掛起；以及協程內部發生異常時的處理方式。其接口包括：

• auto get_return_object() ：用于生成協程函數的返回對象。
• auto initial_suspend()：用于明確初始化后，協程函數的執行行為，返回值為等待體（awaiter），用co_wait調用其返回值。返回值為std::suspend_always 表示協程啟動后立即掛起（不執行第一行協程函數的代碼），返回std::suspend_never 表示協程啟動后不立即掛起。（當然既然是返回等待體，你可以自己在這兒選擇進行什么等待操作）
• void return_value(T v)：調用co_return v后會調用這個函數，可以保存co_return的結果
• auto yield_value(T v)：調用co_yield后會調用這個函數，可以保存co_yield的結果，其返回其返回值為std::suspend_always表示協程會掛起，如果返回std::suspend_never表示不掛起。
• auto final_suspend() noexcept：在協程退出是調用的接口，返回std::suspend_never ，自動銷毀 coroutine state 對象。若 final_suspend 返回 std::suspend_always 則需要用戶自行調用 handle.destroy() 進行銷毀。但值得注意的是返回std::suspend_always并不會掛起協程。

前面我們提到在協程創建的時候，會new協程狀態（coroutine state?）。你可以通過可以在 promise_type? 中重載 operator new? 和 operator delete，使用自己的內存分配接口。（請參考再探 C++20 協程）

協程句柄（coroutine handle）

協程句柄（coroutine handle）是一個協程的標示，用于操作協程恢復，銷毀的句柄。

協程句柄的表現形式是std::coroutine_handle<promise_type>?，其模板參數為承諾對象（promise）類型。句柄有幾個重要函數：

• resume()函數可以恢復協程。
• done()函數可以判斷協程是否已經完成。返回false標示協程還沒有完成，還在掛起。

協程句柄和承諾對象之間是可以相互轉化的。

• std::coroutine_handle<promise_type>::from_promise ：這是一個靜態函數，可以從承諾對象（promise）得到相應句柄。
• std::coroutine_handle<promise_type>::promise() 函數可以從協程句柄coroutine handle得到對應的承諾對象（promise）

等待體（awaiter）

co_wait 關鍵字會調用一個等待體對象(awaiter)。這個對象內部也有3個接口。根據接口co_wait  決定進行什么操作。

• bool await_ready()：等待體是否準備好了，返回 false ，表示協程沒有準備好，立即調用await_suspend。返回true，表示已經準備好了。
• auto await_suspend(std::coroutine_handle<> handle)如果要掛起，調用的接口。其中handle參數就是調用等待體的協程，其返回值有3種可能

void 同返回true

bool 返回true 立即掛起，返回false 不掛起。

返回某個協程句柄（coroutine handle），立即恢復對應句柄的運行。

• auto await_resume() ：協程掛起后恢復時，調用的接口。返回值作為co_wait 操作的返回值。

等待體（awaiter）值得用更加詳細的筆墨書寫一章，我們就放一下，先了解其有2個特化類型。

• std::suspend_never類，不掛起的的特化等待體類型。
• std::suspend_always類，掛起的特化等待體類型。

前面不少接口已經用了這2個特化的類，同時也可以明白其實協程內部不少地方其實也在使用co_wait 關鍵字。

本章總結

此章講解了協程的啟動，3個關鍵字的細節。您可以通過這些關鍵概念，融合協程狀態（coroutine state?），承諾對象（promise?），協程句柄（coroutine handle?），等待體（awaiter）。

參考文檔

初探 C++20 協程

再探 C++20 協程

Coroutines (C++20)

協程（coroutine）簡介

The Coroutine in C++ 20 協程之諾

C++ Coroutines: Understanding operator co_await