協程（Coroutine）並不是真正的多線程

自：http://www.zhihu.com/question/23895384

說到Coroutine，我們必須提到兩個更遠的東西。在操作系統（os）級別，有進程（process）和線程（thread）兩個（僅從我們常見的講）實際的“東西”（不說概念是因為這兩個家伙的確不僅僅是概念，而是實際存在的，os的代碼管理的資源）。這兩個東西都是用來模擬“並行”的，寫操作系統的程序員通過用一定的策略給不同的進程和線程分配CPU計算資源，來讓用戶“以為”幾個不同的事情在“同時”進行“。在單CPU上，是os代碼強制把一個進程或者線程掛起，換成另外一個來計算，所以，實際上是串行的，只是“概念上的並行”。在現在的多核的cpu上，線程可能是“真正並行的”。

Coroutine，翻譯成”協程“，初始碰到的人馬上就會跟上面兩個概念聯系起來。直接先說區別，Coroutine是編譯器級的，Process和Thread是操作系統級的。Coroutine的實現，通常是對某個語言做相應的提議，然后通過后成編譯器標准，然后編譯器廠商來實現該機制。Process和Thread看起來也在語言層次，但是內生原理卻是操作系統先有這個東西，然后通過一定的API暴露給用戶使用，兩者在這里有不同。Process和Thread是os通過調度算法，保存當前的上下文，然后從上次暫停的地方再次開始計算，重新開始的地方不可預期，每次CPU計算的指令數量和代碼跑過的CPU時間是相關的，跑到os分配的cpu時間到達后就會被os強制掛起。Coroutine是編譯器的魔術，通過插入相關的代碼使得代碼段能夠實現分段式的執行，重新開始的地方是yield關鍵字指定的，一次一定會跑到一個yield對應的地方。

對於Coroutine，下面是一個實現的function，里面的片段被yield關鍵字分成2段：

IEnumerator YieldSomeStuff() { yield "hello"; Console.WriteLine("foo!"); yield "world"; } 

推進的代碼（模擬，非實際）：

IEnumerator e = YieldSomeStuff();
while(e.MoveNext())
{
    Console.WriteLine(e.Current);
}

以此來推進整個代碼片段的分段執行。更詳細的分析如 @鄧凱的文章里提到。這里只要說明的是，對於Coroutine，是編譯器幫助做了很多的事情，來讓代碼不是一次性的跑到底，而不是操作系統強制的掛起。代碼每次跑多少，是可預期的。但是，Process和Thread，在這個層面上完全不同，這兩個東西是操作系統管理的。在unity中，StartCoroutine這個方法是個推進器。StartCoroutine會發起類似上面的while循環。因為是while循環，因此，Coroutine本身其實不是“異步的”。

Coroutine在整個Unity系統的位置，下面一張圖可以說明：

注：圖片來自Coroutines++

Unity官方文檔里也寫到"Normal Coroutine在Update之后"的字眼，如下內容第一行：

Normal coroutine updates are run after the Update function returns. A coroutine is a function that can suspend its execution (yield) until the given YieldInstruction finishes. Different uses of Coroutines:

yield; The coroutine will continue after all Update functions have been called on the next frame.
yield WaitForSeconds(2); Continue after a specified time delay, after all Update functions have been called for the frame
yield WaitForFixedUpdate(); Continue after all FixedUpdate has been called on all scripts
yield WWW Continue after a WWW download has completed.
yield StartCoroutine(MyFunc); Chains the coroutine, and will wait for the MyFunc coroutine to complete first.

由上面的圖和文字可以大致猜測，.net虛擬機在每一幀循環中，會依次進入每個編譯器預定義好的入口。對於Coroutine，編譯器需要產生一些代碼，在每次的大循環中，Unity的Update()返回后，保證是yield后的代碼被正確調用，這樣就形成了我們看到的一個function能分段執行的機制。

 

 

協程並不是真正的多線程，下面這段代碼在協程中加入死循環，運行就卡住了。

 

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class WWWtest : MonoBehaviour {

    public string url = "http://images.earthcam.com/ec_metros/ourcams/fridays.jpg";
    private WWW www;
    public UILabel label;
    private uint add = 0;

    void Start()
    {
        StartCoroutine(downLoad());
        StartCoroutine(Add());
        add = 0;
    }
    
    // Update is called once per frame
    void Update () {
        label.text = add.ToString();
    }

    IEnumerator downLoad()
    {
        yield return null;
        Debug.Log("start 1");
        yield return new WaitForSeconds(5);
        Debug.Log("1");
        www = new WWW(url);
        Debug.Log("www start");
        yield return www;
        GetComponent<GUITexture>().texture = www.texture;
        Debug.Log("www done");
    }

    IEnumerator Add()
    {
        while (true) ;
        yield return null;
    }
}