为什么我用 lua 协程实现的生产者消费者模型不能正常工作？

Question

我使用协程来实现生产者-消费者模型。我的代码如下：

function send(prod, x)
    coroutine.resume(prod, x)
end

function receive()
    local x = coroutine.yield()
    return x
end

function consumer()
    return coroutine.create(function ()
        while true do
            local x = receive()
            io.write(x, "\n")
        end
    end)
end

function producer(prod)
    while true do
        local x = io.read()
        send(prod, x)
    end
end

producer(consumer())

当我运行这段代码时，我得到：

第一个输入消息（“Hello World”）消失了。它应该打印两次，但现在只打印一次。在我看来，我的生产者-消费者模式的流程图应该是这样的：

我是不是听错了？

Answer 1

输入第一个字符串后，将按以下顺序调用函数：

send,
consumer、
receive,
producer。然后程序等待用户输入。

local x = coroutine.yield() 因此 local x = receive() 屈服于 producer。 io.write(x, "\n")现阶段未达到。

用户输入第二行后，如下：

send,
consumer 在 local x = receive() 之后恢复并打印第二个输入，
在无限循环中，consumer 调用 receive、
receive 屈服于 producer,
等待用户输入。

这里是更正确的代码：

local function send (x)
    coroutine.yield(x)
end

local function receive (prod)
    local status, value = coroutine.resume(prod)
    return value
end

local function producer()
    return coroutine.create(
        function ()
            while true do
                local x = io.read()     -- produce new value
                send(x)
            end
        end
    )
end

function consumer (prod)
    while true do
        local x = receive(prod)   -- get new value
        io.write(x, "\n")          -- consume new value
    end
end
    
consumer(producer())

请注意，它是 consumer(producer())，而不是相反。另请注意 producer 是协程，而不是 consumer。 send 产量和 receive 恢复。

consumer 开始节目，producer 一次又一次地继续。如果相反，如您的示例所示，consumer 直到第二次迭代才准备好消费产品。

UPD: 下面是“force-feeding”，即producer-driven，代码：

local function send (cons, x)
    coroutine.resume (cons, x)
end

local function receive ()
    return coroutine.yield()
end

local function consumer()
    return coroutine.create (
        function (x)
            while true do
                io.write(x, '\n')
                -- corotine.yield() returns the extra arguments of coroutine.resume()
                x = receive()
            end
        end
    )
end

function producer (cons)
    while true do
        local x = io.read() -- make a new value
        send (cons, x)      -- feed the new value
    end
end
    
producer (consumer ())

与作者示例的不同之处在于 producer send 到 consumer 并且 receive 在 write 之后。

延伸阅读：https://www.lua.org/pil/9.2.html.

Answer 2

第一次“恢复”协程时，它不会直接跳转到第一个 yield，而是使用给定的参数调用包装函数：

local co = coroutine.wrap(function(aaa)
   print(aaa) -- prints "first"
   print(coroutine.yield()) -- prints "second"
end)

co("first")
co("second")

在您的代码中解决此问题的简单方法：

local send, receive =
   coroutine.resume, coroutine.yield

function consumer()
   return coroutine.create(function(x)
      while true do
         io.write(x, "\n")
         x = receive()
      end
   end)
end

function producer(consumer)
   while true do
      local x = io.read()
      send(consumer, x)
   end
end

producer(consumer())

为什么我用 lua 协程实现的生产者消费者模型不能正常工作？

Why does my producer-consumer model implemented by lua coroutine cannot work expectedly？

lua

coroutine

producer-consumer