极客教程

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cpp-expert/coroutine-mechanism：协程机制演示 ​

本目录收录 languages/cpp/expert/coroutine-mechanism.md 的完整可运行代码与实测数据。

要回答的问题：协程到底怎么实现"暂停/恢复"？编译器把函数体改成了什么？

文件说明
manual.cpp手工状态机版协程：用 struct + enum + switch 复刻 C++20 协程的编译器产物，任意编译器可编译运行
cxx20.cppC++20 标准协程参考实现（需 GCC 10+ / Clang 14+，-std=c++20 -fcoroutines），与手工版语义等价
Makefilemake run 运行手工版；make asm 看 -O2 下状态机被拍平成循环
run-remote.sh服务器一键实测脚本
probe.sh反汇编探测脚本（-O0 resume 循环 / -O2 拍平）

编译与运行 ​

bash
make            # 构建手工版（-O0 -g -std=c++11，无需协程支持）
make run        # 运行：yield 1 / yield 2 / yield 3 / done
make asm        # 观察 -O2 下状态机被编译器拍平成普通循环
make cxx20      # 尝试编译 C++20 参考实现（旧编译器会提示不支持）

实测输出（Linux, g++ 4.8.5） ​

运行输出 ​

yield 1
yield 2
yield 3
done

手工状态机版与 cxx20.cpp（新编译器上）输出完全一致。

反汇编证据 ​

-O0：main 是一个真实的协程调度循环——反复调用 IntGen::resume()、IntGen::done()、IntGen::value()：

  4005c3:  callq  40061c <IntGen::resume()>
  4005c8:  ...
  4005e2:  callq  40068e <IntGen::value() const>
  4005f3:  callq  400470 <printf@plt>
  400609:  jne    4005bc <main+0x1f>

-O2：整个状态机被编译器识别并拍平成一条普通循环，resume 函数消失：

  4004b3:  lea    0x1(%rbx),%esi      # 算出下一个值
  4004c0:  callq  400470 <printf@plt>
  4004c5:  cmp    $0x2,%ebx           # 到 3 了吗？
  4004c8:  jle    4004b3              # 没到就回去

这正是 C++20 协程 HALO 类优化（堆分配消除 + 状态机折叠）的同款原理。

C++20 参考实现 ​

cxx20.cpp 在 GCC 10+ 上 -std=c++20 -fcoroutines 编译运行（本站演示服务器 GCC 4.8/8 不支持，属预期）。源码本身可直接对照 manual.cpp 阅读：co_yield 对应的就是手工版的"保存状态标签 + return"，resume() 对应 h_.resume()。