C++20 coroutine_traits

Содержание

Вопрос или проблема
Ответ или решение
Использование std::coroutine_traits в корутинах, являющихся нестатическими членами класса
Что такое std::coroutine_traits?
Применение std::coroutine_traits для нестатических членов класса
Пояснение к коду
Зачем это нужно?
Заключение

Вопрос или проблема

Я изучаю cppreference и концепцию std::coroutine_traits. Согласно документации, описание следующее:

Определяет тип обещания на основе типа возвращаемого значения и типов параметров корутины. Реализация стандартной библиотеки предоставляет публично доступный тип-член promise_type, такой же как R::promise_type, если квалифицированное имя действительно и обозначает тип. В противном случае у него нет такого члена.

Специализации coroutine_traits, определенные пользователем, должны определять публично доступный вложенный тип promise_type, в противном случае программа будет некорректной. Примечания: если корутина является нестатической функцией-членом, то первым типом в Args… является тип неявного параметра объекта, а остальные — типы параметров функции (если они есть).

Если std::coroutine_traits<R, Args…>::promise_type не существует или не является типом класса, соответствующее определение корутины является некорректным.

Пользователи могут определять явные или частичные специализации coroutine_traits, зависящие от типов, определенных пользователем, чтобы избежать изменений в типах возврата.

Есть ли пример, как это использовать, когда корутина является нестатической функцией-членом? Какова цель этого?

Ответ или решение

Использование `std::coroutine_traits` в корутинах, являющихся нестатическими членами класса

Коррутины в C++20 – это мощный инструмент для асинхронного программирования, который позволяет писать код, выглядящий подобно синхронному, но работающий асинхронно. Одной из ключевых частей, которые делают это возможным, является механизм std::coroutine_traits, который определяет тип обещания (promise type) на основе возвращаемого значения и параметров корутины.

Что такое `std::coroutine_traits`?

std::coroutine_traits – шабонная структура, которая используется для определения типа promise_type, необходимого для корректной работы корутин. При этом стандарт требует, чтобы у специальной структуры, соответствующей возвращаемому типу корутины, был доступный тип promise_type. Если этого типа нет или он не является классом, определение корутины будет недействительным.

Применение `std::coroutine_traits` для нестатических членов класса

Когда корутина является нестатическим методом класса, первый параметр в списке параметров – это неявный объект, к которому относится метод. Это означает, что специальная обработка требуется для того, чтобы корректно определить promise_type для методов-корутин.

Рассмотрим пример. Предположим, у нас есть класс MyClass, который использует корутину для выполнения асинхронной работы. В следующем примере мы определим std::coroutine_traits для нашего класса, чтобы управлять обещанием асинхронного выполнения:

#include <coroutine>
#include <iostream>
#include <memory>

class Task {
public:
    struct promise_type {
        Task get_return_object() {
            return Task{ std::coroutine_handle<promise_type>::from_promise(*this) };
        }

        std::suspend_never initial_suspend() noexcept { return {}; }
        std::suspend_never final_suspend() noexcept { return {}; }

        void unhandled_exception() { std::terminate(); }
        void return_void() {}
    };

    using handle_type = std::coroutine_handle<promise_type>;

    Task(handle_type h) : coro(h) {}
    ~Task() { if (coro) coro.destroy(); }

private:
    handle_type coro;
};

struct CoroutineTraits {
    using promise_type = typename std::coroutine_traits<Task, int>::promise_type;
};

class MyClass {
public:
    Task exampleCoroutine(int value) {
        std::cout << "Value in coroutine: " << value << std::endl;
        co_return; // Возвращаем контроль
    }
};

int main() {
    MyClass myClass;
    auto task = myClass.exampleCoroutine(42);
    return 0;
}

Пояснение к коду

Структура Task: В нашем примере Task представляет собой тип задачи, который возвращает корутина. Внутри структуры определяем promise_type, который требуется для управления асинхронными действиями.
Метод exampleCoroutine: Это нестатический метод класса MyClass, который принимает параметр и выводит его значение. При вызове метода осуществляется передача этого параметра в корутину.
Специальные параметры coroutine_traits: Мы создаем структуру CoroutineTraits, которая использует std::coroutine_traits для получения типа promise_type на основе возвращаемого типа Task.

Зачем это нужно?

Использование std::coroutine_traits позволяет пользователям гибко определять и специфицировать поведение корутин, используемых в нестатических методах класса. Это увеличивает расширяемость и добавляет возможность создания более сложных асинхронных операций, связанных с состоянием объекта.

Заключение

Понимание и применение std::coroutine_traits в контексте нестатических методов классов позволяет разработчикам C++ более эффективно использовать возможности корутин, интегрируя асинхронное программирование в объектно-ориентированные проекты. Создание пользовательских promise_type дает возможность разработать более сложные и управляемые асинхронные решения, которые могут упростить работу с многопоточностью и асинхронными потоками данных.