[TOC] ## coroutine概述 golang提供了語言級別的協程、coroutine是云風用C寫的一個協程庫、libco是騰訊開源的一個C++協程庫。 在研究源碼前，先弄清楚幾個概念： 1.何為協程 2.協程種類 3.協程的使用和應用場景 ## 協程 vs 線程 * 線程是搶占式的，協程是非搶占式的。 * 線程數量通常不可以太多，而協程的數量可以非常多。如果線程的數量太多，那么大量線程的切換會影響性能。 * 協程的調度是應用代碼自己實現的，而線程的調度是操作系統實現的。 ## 何為協程 ### 基礎 1.協程可以理解成用戶態的輕量級線程，切換由用戶操作。 2.協程切換很快，不會陷入內核態。 3.協程擁有自己的寄存器上下文和棧, 協程調度切換時，將寄存器上下文和棧保存到其他地方，在切換回來的時候，恢復先前保存的寄存器上下文和棧。 ### 優點 1.**協程具有極高的執行效率 因為子程序切換不是線程切換，是由程序自身控制**，因此協程沒有線程切換的開銷, 多線程的線程數量越多，協程的性能優勢就越明顯。 2.**訪問共享資源不需要多線程的鎖機制**, 因為只有一個線程, 也不存在同時寫變量沖突, 所以在協程中控制共享資源無需加鎖, 只需要判斷狀態就好了，執行效率比多線程高很多, 而且代碼編寫難度也可以相應降低。 3.**以同步代碼的方式寫異步邏輯**, 但是協程實際上還是無法完全避免寫異步回調，因為我們需要在異步API的基礎上，結合協程庫，開發出“同步”的API。 ### 缺點 無法利用多核資源, 除非和多進程配合 ## 協程種類 ### 有棧協程(Stackfull) & 無棧協程(Stackless) * `Stackless`類型不保存調用棧以及寄存器等信息，不屬于真正的重入，因此一些局部變量都是無法使用的。 * `Stackfull`是真正的基于棧的重入，可以從某個嵌套的調用點上恢復執行。Stackfull協程在切換的時候，需要把當前的棧保存起來，以便在恢復的時候再次恢復執行，而`stackless`則不需要。 ### 連續棧 & 共享棧 ### 非對稱協程 & 對稱協程 協程按類型分為： * `非對稱式協程`，協程之間有調用鏈關系，一個協程A釋放控制權有2種方式 * 通過調用`yield`，將控制權返還給協程A的創建協程 * 通過調用`resume`，將控制權交給一個子協程 * `對稱式協程`，與`非對稱式協程`不同，各個協程之間可以互相轉移控制權，類似于goto語句，這種方式，即使非常有經驗的程序員也很難理清調用流程。同時該協程方式實現困難，性能不高。 業內實現的C/C++協程基本都采用`非對稱`的協程方式。 ## 協程的使用和應用場景 對于一些比較上層的應用，例如即時通信軟件，可能是比較合適的。 ### **進程、線程、協程的關系和區別：** * 進程擁有自己獨立的堆和棧，既不共享堆，亦不共享棧，進程由操作系統調度。 * 線程擁有自己獨立的棧和共享的堆，共享堆，不共享棧，線程亦由操作系統調度(標準線程是的)。 * 協程和線程一樣共享堆，不共享棧，協程由程序員在協程的代碼里顯示調度。 libco上下文切換原理詳解: https://zhuanlan.zhihu.com/p/27409164 有棧協程和無棧協程: https://www.jianshu.com/p/2782f8c49b2a ucontext-人人都可以實現的簡單協程庫: https://blog.csdn.net/qq910894904/article/details/41911175?spm=1001.2014.3001.5501 libco :https://blog.didiyun.com/index.php/2018/11/23/libco/ 參考連接：https://www.cyhone.com/articles/analysis-of-libco/ https://coolshell.cn/articles/10975.html https://www.jianshu.com/p/2782f8c49b2a libco https://github.com/yyrdl/libco-code-study/blob/master/readme/coctx_swap_S.md