Ngày 46 — Awaitable, awaiter và suspension lifecycle

1. Vấn đề nó giải quyết

Awaiter định nghĩa coroutine có suspend không, điều gì xảy ra tại suspension và giá trị/effect nào xuất hiện khi resume. Nó làm một giả định quan trọng trở nên rõ và có thể kiểm tra.

2. Kiến thức cần có

Promise type, handle và coroutine suspension.
Bạn cần biết biên dịch chương trình ngắn và đọc output.

3. Ý tưởng cốt lõi

Ba hook tạo checkpoint: await_ready có thể bỏ qua, await_suspend đỗ hoặc chuyển control, await_resume cung cấp result cho continuation. Hãy đọc await_suspend như lời hứa chính xác; runtime precondition vẫn do lập trình viên chịu trách nhiệm.

4. Cú pháp tối thiểu

bool await_ready() const noexcept;
void await_suspend(std::coroutine_handle<>);
int await_resume() const;

5. Cách nó hoạt động

Chương trình đưa vào dạng nhỏ nhất cần thiết của await_suspend.
Nó áp dụng tính năng lên dữ liệu cố định và giữ owner cần thiết trong scope.
Nó in một kết quả để đối chiếu trực tiếp với source.

6. Lỗi thường gặp

Lưu handle để dùng sau cần scheduler và kế hoạch lifetime hợp lệ; resume inline trong await_suspend có thể gây reentrancy tinh tế.
Hãy kiểm tra cả header, mức hỗ trợ thư viện C++20, lifetime và kiểu được suy luận.

7. Khi nào nên dùng

Nên dùng khi external event, timer hoặc scheduler cần tích hợp với coroutine suspension.
Tránh dùng khi operation có ngay và function call thường rõ hơn.

8. Ví dụ đơn giản

Tracing awaiter báo ready ngay nên output cho thấy await_ready rồi đến await_resume mà không suspend. Tệp .cpp không nhận input nên kết quả dễ lặp lại.

Mã mẫu hoàn chỉnh

Tệp mã nguồn

cpp20/46_awaitable_awaiter_suspension/main.cpp

C++

// Day 46: Awaitables, Awaiters, and Suspension Lifecycle
#include <coroutine>
#include <iostream>
#include <utility>

struct Task {
    struct promise_type;
    using Handle = std::coroutine_handle<promise_type>;
    struct promise_type {
        Task get_return_object() { return Task{Handle::from_promise(*this)}; }
        std::suspend_never initial_suspend() noexcept { return {}; }
        std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; }
        void return_void() noexcept {}
        void unhandled_exception() { std::terminate(); }
    };
    Handle handle{};
    explicit Task(Handle value) : handle{value} {}
    Task(Task&& other) noexcept : handle{std::exchange(other.handle, {})} {}
    Task(const Task&) = delete;
    ~Task() { if (handle) handle.destroy(); }
};

struct TraceAwaiter {
    bool await_ready() const noexcept { std::cout << "await_ready\n"; return true; }
    void await_suspend(std::coroutine_handle<>) const noexcept {
        std::cout << "await_suspend\n";
    }
    int await_resume() const noexcept { std::cout << "await_resume\n"; return 7; }
};

Task demo() {
    int value = co_await TraceAwaiter{};
    std::cout << "value = " << value << '\n';
}

int main() { [[maybe_unused]] Task task = demo(); }

9. Điều cần nhớ

await_suspend diễn đạt ý tưởng C++20 trung tâm của ngày này.
Ví dụ cô lập một hành vi bằng dữ liệu cố định.
Compiler check không thay thế suy luận về lifetime và runtime.
Ưu tiên interface nhỏ nhất nói đúng yêu cầu thật.

10. Câu hỏi tự kiểm tra

Dễ — Nhiệm vụ chính của await_suspend trong ví dụ tối thiểu là gì?
Trung bình — Vì sao await_suspend không được gọi khi await_ready trả true?
Khó — Nếu await_suspend lưu handle, thành phần nào chịu trách nhiệm resume đúng lúc frame còn sống?

Luyện thẻ của bài này

// Day 46: Awaitables, Awaiters, and Suspension Lifecycle #include <coroutine> #include <iostream> #include <utility> struct Task { struct promise_type; using Handle = std::coroutine_handle<promise_type>; struct promise_type { Task get_return_object() { return Task{Handle::from_promise(*this)}; } std::suspend_never initial_suspend() noexcept { return {}; } std::suspend_always final_suspend() noexcept { return {}; } void return_void() noexcept {} void unhandled_exception() { std::terminate(); } }; Handle handle{}; explicit Task(Handle value) : handle{value} {} Task(Task&& other) noexcept : handle{std::exchange(other.handle, {})} {} Task(const Task&) = delete; ~Task() { if (handle) handle.destroy(); } }; struct TraceAwaiter { bool await_ready() const noexcept { std::cout << "await_ready\n"; return true; } void await_suspend(std::coroutine_handle<>) const noexcept { std::cout << "await_suspend\n"; } int await_resume() const noexcept { std::cout << "await_resume\n"; return 7; } }; Task demo() { int value = co_await TraceAwaiter{}; std::cout << "value = " << value << '\n'; } int main() { [[maybe_unused]] Task task = demo(); }