C++ 20 코루틴: 제너레이티브 AI 기능으로 제어 흐름 간소화하기

C++ 20의 코루틴을 사용하면 상태 보존 기능이 있는 함수를 재개할 수 있어 코드 간소화, 협력적 멀티태스킹, 작업 스케줄링이 가능합니다.

### C++ 20 코루틴: 초보자 가이드
* 🔄 코루틴은 **C++ 20에 도입된 새로운 기능**으로, 함수를 일시 중지했다가 다시 시작하여 상태를 유지할 수 있습니다.
* 🌐 '코루틴'이라는 용어는 **1958년 멜빈 콘웨이가 처음 만들었으며** 이후 다양한 프로그래밍 언어에서 사용되고 있습니다.
* C++에서 코루틴은 상태 보존을 위해 힙 메모리를 사용하는 **'스택 없는 코루틴'**으로 구현됩니다.
* 🛠 코루틴은 내부적으로 상태 유지 관리를 처리하여 **코드를 간소화**하여 코드를 더 읽기 쉽고 유지 관리하기 쉽게 만듭니다.
* 🔑 C++ 코루틴의 핵심 요소에는 **반환 유형(리퍼 유형)과 코루틴의 동작을 제어하는 프로미스 유형**이 있습니다.
* 🔄 코루틴 함수는 **`co_yield`, `co_await`, `co_return`**과 같은 키워드를 사용하여 외부 세계와 통신합니다.
* 🔧 프로미스 유형의 사용자 지정 포인트를 통해 개발자는 다양한 사용 사례에 맞게 **코루틴 동작을 미세 조정**할 수 있습니다.
* 🚀 C++ 코루틴은 강력하지만 수동 구성이 필요하기 때문에 **복잡**할 수 있으며, 초보자에게는 덜 친숙합니다.

### C++ 코루틴 이해하기: 구현 및 사용 사례
* 🔄 C++ 코루틴은 **함수에 상태를 유지하여 일시 중단**했다가 나중에 다시 시작할 수 있는 방법을 제공합니다.
* 📚 코루틴은 반복자 개념을 만족하는 반복자와 함께 **제너레이터와 유사한 구조**를 사용하여 구현됩니다.
* 🏗 제너레이터는 두 개의 멤버 함수로 구성됩니다: **새로 생성된 이터레이터 객체를 반환하는 `begin()`**과 **기본 센티널을 반환하는 `end()`**입니다.
* 🔀 코루틴의 주요 사용 사례인 **협력적 멀티태스킹**은 스레드가 언제 다른 스레드에 제어권을 넘길지 결정할 수 있게 해줍니다.
* 🚀 코루틴은 특히 **네트워킹이나 이벤트 중심 프로그래밍**과 같이 콜백을 처리하는 데 유용합니다.
* 🎮 코루틴은 실제 멀티스레딩 없이도 병렬 처리를 시뮬레이션할 수 있는 **게임 루프에서도 사용**할 수 있습니다.
* 💻 임베디드 시스템에서 **코루틴은 특별한 OS 지원이 필요하지 않으므로 스레드의 가벼운 대안**이 될 수 있습니다.
* 🧠 발표자는 코루틴이 모든 사용 사례를 대체할 수 있는 것은 아니며, 기존의 스레딩 접근 방식과 비교하여 **코루틴의 이점**을 따져봐야 한다고 강조했습니다.

C++20's Coroutines for Beginners - Andreas Fertig - Meeting C++ online

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초보자를 위한 C++ 20의 코루틴 이해하기

C++ 20에서는 상태를 유지하면서 일시 중지했다가 다시 시작할 수 있는 특수한 유형의 함수인 코루틴이 도입되었습니다.

코루틴은 일반 함수와 다른 제어 흐름을 제공하며, 여러 번 공동 산출 및 공동 반환이 가능하여 호출자가 코루틴의 작업을 다시 시작할 수 있습니다.

또한 C++는 스택이 없는 코루틴을 구현하여 스택 대신 힙에 정보를 저장하고 각 코루틴을 처음 생성할 때 기본적으로 힙 할당을 사용합니다.

또한 코루틴은 협력적 멀티태스킹을 포함하므로 스레드에서 볼 수 있는 선제적 멀티태스킹과는 다른 접근 방식을 제공합니다.

C++의 코루틴은 함수 포인터와 콜백을 대체하여 코드를 단순화하고 가독성과 코드의 제어 흐름을 개선하는 데 도움이 됩니다.

코루틴과 상호 작용하기 위한 언어의 새로운 키워드는 각각 출력, 종료 및 입력 작업을 나타내는 Co yield, Co return 및 Co await입니다.

C++의 코루틴은 외부에서 코루틴을 제어하는 리퍼 타입과 내부에서 코루틴을 사용자 정의하고 제어하는 프로미스 타입으로 구성되며, 코-어웨이트 및 데이터 반복을 위한 아비터블 타입과 이터레이터(선택 사항)가 있습니다.

C++ 코루틴 이해하기: 채팅 예제

C++ 코루틴에는 채팅 유형과 프로미스 유형이 사용되며, 프로미스 유형에는 코루틴에 들어오고 나가는 데이터가 포함됩니다.

코루틴의 사용자 지정 포인트에는 처리되지 않은 예외, get_return_object 함수, 초기 일시 중단, 반환 값 및 await 변환이 포함됩니다.

이러한 사용자 지정 지점을 통해 코루틴의 동작을 제어하고 일시 중단 및 재시작을 처리할 수 있습니다.

C++ 20에서 코루틴 생성 및 커스터마이징하기

C++ 20의 코루틴에는 반환 값과 최종 일시 중단에 대한 특정 사용자 정의 지점이 있습니다.

코루틴 핸들은 프로미스 타입을 코루틴 핸들로 변환하는 데 사용되며, 리퍼 타입은 복사할 수 없도록 설계되었습니다.

컴파일러 구현에는 매개변수와 지역 변수를 포함한 코루틴 함수의 많은 변환이 포함됩니다.

코루틴의 도우미 유형인 항상 일시 중단과 일시 중단 없음은 준비된 결과를 기다릴 때 서로 다른 동작을 합니다.

이러한 헬퍼 유형을 사용자 정의하여 구현할 수 있으며, 두 개의 벡터 객체를 인터리빙하는 등의 작업에 사용됩니다.

벡터 인터리빙을 위한 접근 방식은 인터리브라는 코루틴을 생성하여 두 개의 벡터 객체를 취하고 제너레이터를 반환하는 것입니다.

인터리빙을 위한 코루틴으로 람다 사용

람다를 코루틴으로 사용하면 중단할 수 있는 데이터 스트림을 생성할 수 있으므로 프로미스 유형 없이도 코루틴을 인터리빙할 수 있습니다.

구현에는 람다 함수를 선언하고, 실제 코루틴을 생성하고, 무한 루프를 사용하여 완료되지 않은 코루틴을 확인하는 과정이 포함됩니다.

이 코드는 람다를 코루틴으로 사용하여 두 개의 St 벡터 객체를 인터리빙하는 방법을 보여줍니다.

이 구현의 프로미스 타입은 INT 멤버 값을 저장하고, 초기 및 최종 일시 중단을 구현하며, 값을 산출하는데, 초기 일시 중단은 코루틴의 인터리빙에 필수적입니다.

반면 리퍼 타입 생성기는 코루틴 핸들을 사용하여 프로미스 타입에 액세스하고 코루틴이 완료되었는지 확인한 후 코루틴을 재개합니다.

보다 효율적인 솔루션을 구현하려면 반복자 개념을 만족하는 반복자가 필요하며, 이 반복자는 전체 프로세스를 캡슐화합니다.

람다를 코루틴으로 사용하면 인터레에 대한 코드가 간결해집니다.

C++에서 협동 멀티태스킹 구현하기

C++에서 제너레이터를 사용하면 값에 대한 쉽고 안전한 반복이 가능하여 API에 강력한 추상화를 제공합니다.

선제적 멀티태스킹과 달리 협력적 멀티태스킹은 스레드가 실행 시기와 시간을 제어할 수 있도록 잠금 대신 Co_yield 또는 Co_await을 사용합니다.

코루틴 핸들을 사용하는 간단한 스케줄러 구현으로 협력적 멀티태스킹 환경에서 작업을 효과적으로 예약하고 제어할 수 있습니다.

C++ 20 코루틴의 변화와 C++ 23의 영향

글로벌 슐레는 코드를 크게 변경하여 작업 A와 B에서 매개변수를 제거하고 1번 줄에 새로운 정적 객체를 사용했습니다.

C++ 20에서는 코루틴의 한계(일반 반환을 사용할 수 없음, 메인 함수에 대한 제한 등)와 함께 co_await 연산자의 도입과 co_yield 및 co_return 문의 사용이 강조되어 있습니다.

C++ 23에서는 표준 라이브러리에 유용한 추가 기능으로 여겨지지만 모든 사용 사례를 다루지는 않는 std::generator가 도입되었습니다.

C++ 20-23에서 코루틴의 개념 명확히 하기

C++의 코루틴은 병렬로 실행하는 것이 아니라 한 번에 하나씩 실행하고 다른 코어에 분산할 수 있도록 설계되었습니다.

코루틴 체인의 깊이는 궁극적으로 사용 가능한 힙에 따라 달라지므로 특별한 제한은 없습니다.

"언제 모든" 및 "언제 어떤" 코루틴 버전이 C++ 23에 허용될지에 대한 제안은 명확하지 않으며, 발표자는 코루틴 표준화 프로세스에 직접 관여하지 않습니다.

코루틴과 상태 함수의 사용과 Boost ACO를 사용한 코딩에 미치는 영향은 여전히 C++ 커뮤니티에서 토론과 비교의 주제입니다.

코루틴은 AIO 함수를 구현하는 도구로, 상태를 일시 중단하고 보존하는 기능이 멀티스레딩과 다르므로 특정 작업에서 더 효율적입니다.

코루틴은 잠금 없는 패턴에서 스레드보다 성능이 뛰어나며 네트워킹 및 단축키 등록과 같은 작업에 유용하며 코드 가독성을 향상시키고 함수 포인터가 필요하지 않습니다.

코루틴과 집 뷰 중 어떤 것을 선택할지는 사용자와 구현자의 관점에 따라 다르지만, 시각적으로 더 명확한 구현을 제공하는 코루틴으로 동일한 결과를 제공할 수 있습니다.

전반적으로 코루틴은 특정 사용 사례에서 효율성, 가독성, 작업 처리 개선 등의 이점을 제공합니다.

C++ 프로그래밍에서 코루틴 사용 논의하기

C++의 코루틴은 제어권을 포기해야 하고 큰 이점을 제공하지 않을 수 있으므로 병렬 알고리즘에 이상적이지 않을 수 있습니다.

코루틴은 IO 연산에 유용할 수 있으며 마이크로컨트롤러 이벤트와 리소스가 적은 환경에 적합할 수 있습니다.

코루틴에는 운영 체제 지원이 필요하지 않으므로 임베디드 시스템의 멀티스레딩과는 다릅니다.

C++에서 스택형 코루틴을 사용할 수 있고 사용자 정의 메모리 할당자를 사용할 수 있는 옵션이 있지만, 코루틴 프레임에 맞게 메모리를 전체적으로 할당해야 합니다.