C++协程：实现任务<void>

Question

所以，我正在尝试理解协同程序的新概念和复杂概念。使用 Clang，通过 clang++ -std=c++17 -fcoroutines-ts -stdlib=libc++ 编译正常。

最有用的概念之一是 task<> 协程类型，它被提到 here and even has a couple interesting implementations, by Gor Nishanov and in cppcoro library。

好的，在最简单的情况下尝试自己看起来不错。因此，目标是实现如下所示的功能：

    {
        auto producer = []() -> task<int> {
            co_return 1;
        };

        auto t = producer();

        assert(!t.await_ready());
        assert(t.result() == 1);
        assert(t.await_ready());
    }

模板 class task<> 本身非常简单：

#pragma once

#include <experimental/coroutine>
#include <optional>

namespace stdx = std::experimental;

template <typename T=void>
struct task 
{
    template<typename U>
    struct task_promise;

    using promise_type = task_promise<T>;
    using handle_type = stdx::coroutine_handle<promise_type>;

    mutable handle_type m_handle;

    task(handle_type handle)
        : m_handle(handle) 
    {}

    task(task&& other) noexcept 
        : m_handle(other.m_handle)
    { other.m_handle = nullptr; };

    bool await_ready() 
    { return m_handle.done(); }

    bool await_suspend(stdx::coroutine_handle<> handle) 
    {
        if (!m_handle.done()) {
            m_handle.resume();
        }

        return false;
    }

    auto await_resume() 
    { return result(); }

    T result() const 
    {     
        if (!m_handle.done())
            m_handle.resume();  

        if (m_handle.promise().m_exception)
            std::rethrow_exception(m_handle.promise().m_exception);

        return *m_handle.promise().m_value;
    }

    ~task() 
    {
        if (m_handle)
            m_handle.destroy();
    }

    template<typename U>
    struct task_promise 
    {
        std::optional<T>    m_value {};
        std::exception_ptr  m_exception = nullptr;

        auto initial_suspend() 
        { return stdx::suspend_always{}; }

        auto final_suspend() 
        { return stdx::suspend_always{}; }

        auto return_value(T t) 
        {
            m_value = t;
            return stdx::suspend_always{};
        }

        task<T> get_return_object()
        { return {handle_type::from_promise(*this)}; }

        void unhandled_exception() 
        {  m_exception = std::current_exception(); }

        void rethrow_if_unhandled_exception()
        {
            if (m_exception)
                std::rethrow_exception(std::move(m_exception));
        }
    };

};

无法真正使一小段代码完整且可编译，抱歉。无论如何它以某种方式工作，但仍然存在task<void>的情况，它的用法可能如下所示：

    {
        int result = 0;

        auto int_producer = []() -> task<int> {
            co_return 1;
        };

        auto awaiter = [&]() -> task<> { // here problems begin
            auto i1 = co_await int_producer();
            auto i2 = co_await int_producer();

            result = i1 + i2;
        };

        auto t = awaiter();

        assert(!t.await_ready());
        t.await_resume();
        assert(result == 2);
    }

后者似乎根本不是问题，看起来 task_promise<U> 需要 void 的专门化（可能是没有 void 情况的非模板结构）。所以，我试了一下：

    template<>
    struct task_promise<void>
    {
        std::exception_ptr  m_exception;

        void return_void() noexcept  {}

        task<void> get_return_object() noexcept
        { return {handle_type::from_promise(*this)}; }

        void unhandled_exception() 
        { m_exception = std::current_exception(); }

        auto initial_suspend() 
        { return stdx::suspend_always{}; }

        auto final_suspend() 
        { return stdx::suspend_always{}; }
    };

简洁明了...它会导致段错误而没有任何可读的堆栈跟踪 =( 当 task<> 更改为任何非空模板时工作正常，例如 task<char>.

我的模板专业化有什么问题？还是我错过了那些协程的一些棘手的概念？

如有任何想法，我们将不胜感激。

Answer 1

显然，通常的嫌疑犯是罪犯：专业化！来自标准本身 [temp.expl.spec]/7

When writing a specialization, be careful about its location; or to make it compile will be such a trial as to kindle its self-immolation.

为避免问题，让我们尽可能简单：task_promise 可以是非模板，成员特化尽快声明：

template<class T=void>
struct task{
  //...
  struct task_promise{
    //...
    };
  };

//member specialization declared before instantiation of task<void>;
template<>
struct task<void>::task_promise{
  //...
  };

C++协程：实现任务<void>

C++ coroutines: implementing task<void>

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