物联网与嵌入式系统中使用协程的异步编程综述

许多物联网与嵌入式项目是事件驱动的，因此需要异步与并发编程。C++20 的当前提案表明协程将获得原生语言支持。对嵌入式系统开发中协程的当前使用情况进行调研正逢其时。本文调查了在资源受限平台上使用或描述协程的现有研究。从以下方面对现有研究进行分析：软件平台、硬件平台及其能力；用例与预期收益；以及用于协程的应用程序编程接口设计。我们进行了系统映射研究，以筛选 2007 至 2018 年间发表的、包含资源受限平台上协程应用原创研究的研究文献。初始的 566 篇候选论文在应用过滤条件后仅剩 35 篇，由此揭示出如下分类。35 项研究中有 22 项使用了 C 与 C++ 编程语言。就硬件而言，16 项研究使用了 8 位或 16 位处理器，而 13 项使用了 32 位处理器。四种最常见的用例分别是并发（17 篇）、网络通信（15 篇）、传感器读取（9 篇）与数据流（7 篇）。主要的预期收益为代码风格与简洁性（12 篇）、调度（9 篇）与效率（8 篇）。实现协程的技术五花八门，包括原生宏、额外的工具链步骤、新的语言特性以及不可移植的汇编语言。我们得出结论：资源受限设备对协程存在广泛需求。我们的发现表明，对 C++ 中形式化、稳定且受良好支持的协程实现存在显著需求，其设计应考量资源受限设备的特殊需要，并进一步表明此类实现将带来专属于此类设备的益处。