同时使用cppcoro和ASIO的co_spawn

Question

我有一个使用 cppcoro 写的库，希望在ASIO中使用它。但每当我尝试从该库co_spawn一个协程时，Boost都会抱怨可等待类型不正确。

例如：

#include <asio/io_context.hpp>
#include <asio/coroutine.hpp>
#include <asio/co_spawn.hpp>
#include <asio/detached.hpp>
#include <asio/awaitable.hpp>
#include <cppcoro/task.hpp>

cppcoro::task<int> foo()
{
        co_return 1;
}

int main()
{
        asio::io_context ctx;
        asio::co_spawn(ctx, foo(), asio::detached);
        ctx.run();
}

Boost 抱怨 cppcoro::task<int> 没有继承自 asio::awaitable

asio_cppcoro.cpp: In function ‘int main()’:
asio_cppcoro.cpp:15:43: error: no matching function for call to ‘co_spawn(asio::io_context&, cppcoro::task<int>, const asio::detached_t&)’
   15 |  asio::co_spawn(ctx, foo(), asio::detached);
      |                                           ^
In file included from /usr/include/asio/co_spawn.hpp:467,
                 from asio_cppcoro.cpp:3:
/usr/include/asio/impl/co_spawn.hpp:199:1: note: candidate: ‘template<class Executor, class T, class AwaitableExecutor, class CompletionToken>  requires  completion_token_for<CompletionToken, void()> auto asio::co_spawn(const Executor&, asio::awaitable<T, AwaitableExecutor>, CompletionToken&&, typename std::enable_if<((asio::is_executor<Executor>::value || asio::execution::is_executor<T>::value) && std::is_convertible<Executor, AwaitableExecutor>::value)>::type*)’
  199 | co_spawn(const Executor& ex,
      | ^~~~~~~~
/usr/include/asio/impl/co_spawn.hpp:199:1: note:   template argument deduction/substitution failed:
asio_cppcoro.cpp:15:43: note:   ‘cppcoro::task<int>’ is not derived from ‘asio::awaitable<T, AwaitableExecutor>’
   15 |  asio::co_spawn(ctx, foo(), asio::detached);

我也尝试将我的协程包装在asio::awaitable中，但没有成功。

asio::awaitable<int> bar()
{
        co_return co_await foo();
}

编译器报错，无法将两种类型合并在一起。

❯ c++ asio_cppcoro.cpp -o asio_cppcoro -std=c++20 -fcoroutines
asio_cppcoro.cpp: In function ‘asio::awaitable<int> bar()’:
asio_cppcoro.cpp:15:25: error: no matching function for call to ‘asio::detail::awaitable_frame<int, asio::execution::any_executor<asio::execution::context_as_t<asio::execution_context&>, asio::execution::detail::blocking::never_t<0>, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::blocking::possibly_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::outstanding_work::tracked_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::outstanding_work::untracked_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::relationship::fork_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::relationship::continuation_t<0> > > >::await_transform(cppcoro::task<int>)’
   15 |  co_return co_await foo();
      |                         ^
In file included from /usr/include/asio/awaitable.hpp:129,
                 from /usr/include/asio/co_spawn.hpp:22,
                 from asio_cppcoro.cpp:3:
/usr/include/asio/impl/awaitable.hpp:150:8: note: candidate: ‘template<class T> auto asio::detail::awaitable_frame_base<Executor>::await_transform(asio::awaitable<T, Executor>) const [with T = T; Executor = asio::execution::any_executor<asio::execution::context_as_t<asio::execution_context&>, asio::execution::detail::blocking::never_t<0>, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::blocking::possibly_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::outstanding_work::tracked_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::outstanding_work::untracked_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::relationship::fork_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::relationship::continuation_t<0> > >]’
  150 |   auto await_transform(awaitable<T, Executor> a) const
      |        ^~~~~~~~~~~~~~~
/usr/include/asio/impl/awaitable.hpp:150:8: note:   template argument deduction/substitution failed:
asio_cppcoro.cpp:15:25: note:   ‘cppcoro::task<int>’ is not derived from ‘asio::awaitable<T, asio::execution::any_executor<asio::execution::context_as_t<asio::execution_context&>, asio::execution::detail::blocking::never_t<0>, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::blocking::possibly_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::outstanding_work::tracked_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::outstanding_work::untracked_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::relationship::fork_t<0> >, asio::execution::prefer_only<asio::execution::detail::relationship::continuation_t<0> > > >’
   15 |  co_return co_await foo();
      |  

有没有办法从ASIO的io_context中调用基于cppcoro::task<>的协程? 还有，为什么会这样呢？即使在C++ coroutines中是无栈的，所以对于任何协程实现而言，应该可以生成新的堆栈帧。那么为什么ASIO阻止我这样做呢？

编译器：GCC 10.2 ASIO：1.18.1（不是Boost ASIO。这是独立版本）

- Mary Chang

Answer 1

遗憾的是，asio awaitables和cppcoro awaitables无法相互 co_await。这是因为asio awaitables需要调用者和被调用者之间的协作以协调关闭/所有权。这就是为什么asio awaitables不满足cppcoro Awaitable概念的原因。

有一个在github上的问题详细解释了这个问题：https://github.com/lewissbaker/cppcoro/issues/131

尽管如此，您可以通过为asio提供协程包装器来使用cppcoro。为此，您可以使用asio的回调方法，并向处理程序提供cppcoro::single_consumer_event，并在其中调用event.set()。

以下是一个例子：https://gist.github.com/isergeyam/ce10bef00abfaee3d0ec7f31a21c4b95

- Sergey Grigoryants

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啊！原来如此，谢谢您！是否有一种方法可以反过来做？从 ASIO awaitable 调用 cppcoro？ - Mary Chang

我认为直接使用cppcoro协程来处理asio可等待对象可能是不可能的，因为asio协程库并没有提供一些同步机制，可以用于从cppcoro上下文返回到asio上下文，就像cppcoro::single_consumer_event所做的那样。但也许可以手动编写实现。 - Sergey Grigoryants

是否可以创建自己的自定义完成令牌，例如用于cppcoro任务的asio::use_awaitable？ - Exagon

@Exagon，是的，你只需要为你的自定义完成令牌提供asio::async_result的专门化即可。我在我的库TooManyCooks（厚颜无耻的自荐）中已经这样做了，链接在这里：github link，但是将其移植到任何其他C++20协程库应该不会太难——你主要需要修改aw_asio_base::callback::operator()以将协程发送到正确的执行器以便恢复。 - undefined