awaitable 是 C++20 中满足 await_ready()、await_suspend()、await_resume() 三函数约定的类型统称,用于协程挂起/恢复,支撑异步 I/O、延迟执行等;其 suspend 返回值决定控制权移交方式。
awaitable 是 C++20 协程中表示“可被 co_await 操作的对象”的统称,不是某个具体类型,而是一类满足特定约定(concept)的类型。它让对象能参与协程挂起与恢复流程,是实现异步 I/O、延迟执行、任务调度等的关键抽象。
一个类型 T 要成为合法的 awaitable,必须提供三个关键成员函数(或 ADL 可见的非成员函数):
await_ready():返回 bool,决定是否需要挂起。若返回 true,协程立即继续,不挂起;返回 false 则进入挂起逻辑。await_suspend(std::coroutine_handle h):在挂起时调用,传入当前协程句柄 h。可在此保存句柄、注册回调、提交到线程池,或直接恢复另一个协程(如尾调用优化)。await_resume():协程恢复后调用,负责返回 co_await 表达式的最终结果(类型任意,可为 void)。你不需要继承某个基类,只需让类型满足上述接口即可。常见用途包括:
std::this_thread::sleep_for 的定时器 awaitable,挂起后启动后台定时器,到期再恢复协程。aio_re
ad 或 Windows OVERLAPPED I/O 包装成 awaitable,await_suspend 中发起操作,完成例程中调用 resume()。task 类型本身是 awaitable,await_suspend 可将当前协程句柄存入 task 内部,待其就绪时自动恢复。async_mutex::scoped_lock,await_ready 检查锁是否空闲,否则挂起并加入等待队列。await_suspend 的返回值决定了协程控制权如何移交:
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void 或 bool(false):协程挂起,需外部显式调用 handle.resume() 恢复。std::coroutine_handle:协程立即转移控制权给该 handle(即“挂起当前、恢复另一个”),原协程不再自动恢复,常用于无栈协程链或尾调用优化。std::suspend_always / std::suspend_never:标准库提供的便捷字面量类型,分别等价于返回 bool{true} 和 bool{false}。实现一个等待固定毫秒数的 sleep_ms:
struct sleep_ms {
int ms_;
sleep_ms(int ms) : ms_(ms) {}
bool await_ready() const noexcept { return ms_ <= 0; }
void await_suspend(std::coroutine_handle<> h) const {
// 实际项目中应使用异步定时器(如 io_context.post_after)
// 此处仅示意:新线程延时后恢复
std::thread([h]{
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(ms_));
h.resume();
}).detach();
}
void await_resume() const noexcept {}
};
// 使用:co_await sleep_ms(100);