协程（Coroutine）

Lua 的协程是非对称协程（asymmetric coroutine），支持 yield/resume。C API 允许 C 代码创建、恢复和中断 Lua 协程。

核心概念

• Thread：在 Lua C API 中，协程的类型是 LUA_TTHREAD，用 lua_State* 表示
• 主线程也是一个 lua_State*，由 luaL_newstate 创建
• 协程有自己的调用栈和全局环境，但共享同一个全局表

创建协程

lua_State *co = lua_newthread(L);   // 在当前栈压入 thread，返回其状态机指针 

创建后，协程的栈是空的。需要把要运行的函数压入它的栈：

lua_State *co = lua_newthread(L);
lua_getglobal(co, "my_coroutine_func");   // 在 co 的栈上压入函数 

恢复（Resume）与让出（Yield）

从 C 恢复协程

int status = lua_resume(co, L, nargs, &nresults);

在 C 函数中让出

被 Lua 协程调用的 C 函数也可以让出执行权，但需要使用 C 延续点（C continuation）：

static int my_c_func(lua_State *L) {
        // ... 做一些工作 ... 
    return lua_yieldk(L, nresults, ctx, my_continuation);
}

static int my_continuation(lua_State *L, int status, lua_KContext ctx) {
        // 协程被 resume 后，从这里继续执行 
    return 0;
}

在标准 Lua 5.4 中，C 函数中直接调用 lua_yield 是允许的（在协程内）。但如果是在主线程中调用，会报错。

典型使用模式

lua_State *co = lua_newthread(L);
lua_getglobal(co, "producer");   // 协程入口函数 

int nresults;
while ((status = lua_resume(co, L, 0, &nresults)) == LUA_YIELD) {
        // 协程 yield 了一个值，在 co 栈上 
    printf("yielded: %s\n", lua_tostring(co, -1));
    lua_pop(co, nresults);       // 清理返回值 
        // 可以再次 resume 
}

if (status != LUA_OK) {
    fprintf(stderr, "coroutine error: %s\n", lua_tostring(co, -1));
}

完整代码

#include <assert.h>
#include <lauxlib.h>
#include <lua.h>
#include <lualib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main(void) {
    lua_State *L = luaL_newstate();
    luaL_openlibs(L);

    const char *script = "function counter(max)\n"
                         "    for i = 1, max do\n"
                         "        coroutine.yield(i)\n"
                         "    end\n"
                         "    return 'done'\n"
                         "end\n";

    luaL_dostring(L, script);

    lua_State *co = lua_newthread(L);
    lua_getglobal(co, "counter");
    lua_pushinteger(co, 5);

    int status;
    int nresults;
    int narg = 1;
    int expected = 1;

    while ((status = lua_resume(co, L, narg, &nresults)) == LUA_YIELD) {
        assert(lua_tointeger(co, -nresults) == expected);
        lua_pop(co, nresults);
        narg = 0;
        expected++;
    }

    assert(status == LUA_OK);
    assert(nresults == 1);
    assert(strcmp(lua_tostring(co, 1), "done") == 0);
    lua_pop(co, nresults);

    lua_pop(L, 1);

    lua_close(L);
    puts("09-coroutine: ok");
    return 0;
}