Libfly协程库实现与原理——协程的优点与用处

Libfly协程库实现与原理——协程的优点与用处

为什么写一个协程库？协程有什么优点？这些问题非常重要，在做一件事情前需要一个做他的最初动力对吧。

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我们先说一个普通的server模式 reactor：

这里有一个半同步/半异步模式的多线程结构，主线程监听socket，把相应的事件放入请求队列，然后工作线程进行在队列中取出事件，并执行相应的I/O。

现在问题来了，这样的模式有没有CPU浪费那？

显然是有的
1. epoll_wait(100ms)，epoll等待事件该线程会阻塞，占用一个CPU核
2. 线程间切换以及锁的争用的浪费CPU

想一下如果是一个8核的CPU，1个核用于epoll_wait()，7个核是用于工作线程，在当一个事件来临时，要通过条件变量，互斥锁，唤醒工作线程。这个过程是通过内核线程调度来实现的，但一定不会是最优的。因为你不知道内核是怎么调度的，优先级是什么，你也无法直接操作唤醒某个线程。

那么现在我不想通过内核来调度了，我觉得它太浪费时间，不如我自己来调度，那么协程就起作用了，我用一个线程执行epoll_wait()，也同样是在这个线程，我创建多个工作协程，epoll_wait()，有事件发生后，我就直接在线程内调用工作协程。这样我就实现了异步调用，且不用切换线程，只需要在一个协程完成这些工作,这样是不是就节省了CPU的调用了。

对于同步I/O的模式，协程是异步I/O可以节省CPUI/O等待时间。
对于异步I/O的模式，协程可以节省进程间的切换和锁的争用时间。

好那么我现在分析一下使用协程的server架构图：

协程本身就是单线程的，其采用异步+回调的方式。但是其逻辑流非常清晰。用同步编程的思想就可以轻松完成异步模式。
既然协程本身是单线程的，他可以把单核的CPU高效利用，但多核的怎么办那？
那就用多线程来解决了。多线程加多协程，是不是就可以高效的利用CPU了。

现在来总结一下协程的优点：
一、相对于异步I/O模式
1. 编程思想简单，逻辑流清楚，按照同步编程的思想编程就OK。
2. 相对于线程切换上下文开销小，其只保存一些寄存器的值。
3. 不需要锁的争用，线性的逻辑流。
4. 高并发，一个CPU可以支持千万协程。
5. 在用户态完成异步调度，不需要进入内核态，也不需要内核进行调度

一、相对于同步I/O模式
1. 节省线程I/0阻塞时间，实现异步模式。
2. 相对于线程切换上下文开销小，其只保存一些寄存器的值。
3. 高并发，一个CPU可以支持千万协程。
4. 在用户态完成异步调度，不需要进入内核态，也不需要内核进行调度

我觉得这个问题是随着个人经验不断丰富之后才会慢慢总结下来，我以后会继续完善，并把我的一些思考分享出来。