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用途

该技能用于引导代理理解 C++20 协程机制，覆盖 co_await、co_yield、co_return，实现所需的 promise_type，理解协程帧内存布局，在 GDB 中调试挂起的协程，以及降低帧分配开销。

触发场景

资料中列出的典型问题包括：co_await、co_yield、co_return 如何工作；如何为协程实现 promise_type；协程如何挂起与恢复；如何在 GDB 中调试挂起的协程；协程帧占用多少内存；如何用 co_yield 编写生成器。

主要能力

三个协程关键字

co_return：返回值并结束协程。
co_yield：产出一个值，挂起，稍后恢复。
co_await：挂起直到某个 awaitable 完成。

函数只要包含这三个关键字中的任意一个就是协程，其返回类型必须是带 promise_type 的协程类型。

最小协程类型 Task

资料给出了一个模板 Task 示例，包含 promise_type（持有 std::optional<T> value 与 std::exception_ptr exception）、get_return_object、initial_suspend（suspend_always，惰性启动）、final_suspend、return_value、unhandled_exception，以及外部句柄、移动构造、析构时 handle.destroy() 和 get() 恢复执行并重抛异常的逻辑。示例中 Task<int> compute() 通过 co_return 42 返回，main 中调用 task.get() 得到 42。

使用 co_yield 的 Generator

资料给出 Generator 模板示例：promise_type 中 yield_value 保存当前值并返回 suspend_always，从而实现产出后挂起；外部提供迭代器，operator++ 调用 handle.resume() 并更新 done，begin() 先 resume 推进到首个 yield。示例 iota(start, end) 用 co_yield 产出整数，可在范围 for 中遍历输出 0 1 2 3 4。

自定义 co_await 目标（Awaitable）

awaitable 有三个方法：await_ready()（返回 true 表示不挂起）、await_suspend(handle)（挂起并安排恢复）、await_resume()（返回 co_await 表达式的值）。资料给出 TimerAwaitable 示例：延迟小于等于 0 时不挂起，否则在 await_suspend 中启动线程睡眠后调用 h.resume()。同时指出 suspend_always 与 suspend_never 是内置 awaitable。

协程帧布局与内存

编译器分配的协程帧（堆对象）包含：跨挂起点存活的局部变量、promise 对象、当前挂起状态（恢复位置）、指向恢复/销毁函数的指针。资料建议用 Compiler Explorer 配合 g++ -std=c++20 -O2 -S 查看 operator new 调用大小，或用 clang 的 -emit-llvm 查找 coro.size。减少帧体积的方法包括：不要让大对象跨 co_await 存活；在挂起前把需要的数据移出（例如先取 size 并清空 buffer 再挂起）。

在 GDB 中调试挂起的协程

资料列出若干操作：info locals 查看 coroutine_handle 变量；通过 handle 打印 promise 对象；GDB 14+ 提供协程相关支持（info coroutines，为 GCC 实验性支持）；用 step/finish/next 单步协程执行与挂起点；用 info threads 和 bt 查看线程池上运行的协程。另建议用 -g -O0 编译并配合 break、info frame、set print pretty 等命令检查；同时提醒挂起的协程在恢复前可能不出现在栈上，需要通过保存的 coroutine_handle 追踪。

Boost.Asio 的 co_spawn 与 co_await

资料给出 co_spawn 示例：在 io_context 上启动协程，使用 net::detached，co_await 串联异步读写而不需要回调嵌套；echo_session 用 co_await socket.async_read_some 与 net::async_write 循环回显。

std::generator（C++23）

用 std::generator<int> 编写 fibonacci 生成器，结合 std::views::take 取前 10 个值。其特点是不需要手动管理协程句柄，由编译器提供 std::generator 的 promise 类型。

编译时间影响

资料说明协程会增加模板实例化与头文件解析成本，并列出缓解方式：-O2 下的 HALO 可减少生成的帧胶水代码；把 co_await 的实现放到 .cpp 中可减少重编译连锁；对协程返回类型使用 Pimpl 可对头文件隐藏 awaitable 模板；使用 ccache 或模块。建议用 g++ -ftime-report 或 clang -ftime-trace 测量，并指出协程密集的头文件（如 Asio）可谨慎使用 unity build，但需与内存占用权衡。

常见陷阱

资料列出若干问题与处理方式：在非协程中使用 co_await，原因是函数缺少协程返回类型，需改为协程返回类型；co_return 后的悬空句柄，原因是协程结束后继续使用句柄，需在 resume 前检查 handle.done()；重复恢复，原因是恢复了已恢复的协程，需跟踪状态，仅在挂起时恢复；协程帧从未释放，原因是忘记 handle.destroy()，应使用 RAII 包装（Task、Generator）；堆分配开销，原因是每次协程调用都新建帧，可通过 -O2 启用 HALO；递归 co_await 深度，原因是深层链导致栈溢出，可使用 std::coroutine_handle<> 尾调用模式。

限制

资料未说明该技能的收费方式、价格、支持平台、版本兼容范围与性能效果承诺，这些信息暂未提供。

技能介绍

用途