一个C/C++协程库的思考与实现之协程的errno与信号处理

XCoroutine是一个基于epoll的高性能C/C++协程库,通过HOOK阻塞系统调用,支持协程间同步事件及定时事件驱动调度,实现协程的高速切换与动态负载均衡。该库提供了丰富的同步协作工具,如mutex、sem等,并实现了协程的信号处理机制。

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GitHub - DoasIsay/XCoroutine: 一个使用C/C++基于epoll实现的高性能的stackfull协程库,通过HOOK阻塞的系统调用,网络IO事件,协程间的同步事件及定时事件驱动协程的调度,通过汇编完成协程的高速切换,支持海量协程创建,支持协程的动态跨线程负载均衡调度,优先级调度,支持协程的栈上溢出检测及协程的signal信号处理机制,提供不同线程间协程同步协作的互斥量mutex,读写锁,条件变量cond,信号量sem,countDownLatch及用于数据共享的channel等等,总之很好玩,,,

每个线程都有自己的errno,那么协程是否也需要自已的errno?

如果这样写代码,那每个协程要有自已的errno

在hook的系统调用中当io读写不能满足时,就进行协程切换,在io可读写返回到用户代码后继续使用errno,此时的errno可能已经不是协程切换前的errno了,因为期间其它协程也会call系统调用,所以因在hook系统调用的代码中,在协程切换前先保存errno的值,因为协程恢复后会先判断errno,根据errno的值选择是继续读写还是出错返回

但如果在hook的系统调用中一直读写,只有读写到数据或出错才返回,那么协程就不需要自己的errno了,这样写代码,虽然用户用的是非阻塞的系统调用,但在hook的代码中我们还是把它实现成阻塞的,这个阻塞是对协程而言的,一个线程被IO阻塞就会被os调度切换,同样的一个协程被IO阻塞,也会被协程的调度器调度切换,我们要把被hook的阻塞的系统调用仍实现为对协程而言是阻塞的,让用户无法感知到他使用的是非阻塞的接口,让用户可以写同步的代码

但是这样就无法在协程库中检测到协程的退出条件,而提前返回,因此要想办法把协程的退出从用户代码传递到协程库的代码中,也就是hook的系统调用中,请不要使用全局变量isExit这种简单粗爆的方法,我们要尽量实现的优雅一些,这时我终于找到了让协程支持信号处理的理由

实现了协程库后,我第一个为协程实现的feature就是信号处理,为协程实现信号处理的第一个原因就是,当时的协程并不能优雅的退出,我想依靠发送信号来通知协程退出,后来我找到了另一种解决协程退出的问题方法

但现在我觉得把hook的系统调用仍实现为对协程而言是阻塞的是一种不错的想法,但是又不能在协程库中使用用户代码中的isExit变量来检测退出,那只能用信号了,当协程收到信号无论IO是否满足还是在等待一个超时,都会返回被信号中断的错误,在hook的系统调用中检测到错误后以出错返回,于是我们去除了协程的errno也用上了协程的信号处理机制

新的问题又出现了,如果协程关联的fd没有IO事件,协程是不会被调度的,因此协程还是无法返回,仍然是被IO阻塞着,对于这样简单的问题同样要用简单的方法解决,把收到信号的协程放入到runQueue

<think>好的,用户现在问的是C和C++的区别。之前他们让我展示了一段高级的C++代码,特别是线程池的实现,涉及了现代C++特性如多线程、模板元编程和RAII。现在他们可能想了解这两种语言的基础差异,或者为什么在之前的例子中选择C++而不是C。 首先,我需要确定用户的背景。他们可能有一定的编程经验,但对C和C++的区别不太清楚,或者想深入理解两者在设计哲学和应用场景上的不同。之前的例子展示了C++的高级特性,用户可能想通过对比来理解为什么C++更适合某些任务。 接下来,我需要组织回答的结构。通常,C和C++的区别可以从多个方面展开:编程范式、特性支持、内存管理、标准、应用场景等。用户之前接触的是C++的现代特性,所以需要强调C++在这些方面的优势,比如面向对象、泛型编程、RAII等,同时也要提到C的简洁和底层控制能力。 还要注意用户可能的深层需求。他们可能在选择学习哪门语言,或者项目中该使用哪种语言。需要客观比较两者的优缺点,避免偏向一方,但可以根据之前的例子说明C++在复杂系统和高抽象需求中的优势。 需要检查是否有常见的误区需要澄清,比如C++完全兼容C(实际上不是,虽然大部分兼容,但存在一些差异),或者C++一定比C慢(这取决于具体实现和用法)。同时,要提到C++的RAII和智能指针如何解决手动内存管理的难题,而C需要更多手动管理。 另外,用户之前看到的代码用到了模板、lambda、future等,这些都是C++独有的特性,可以具体指出这些在C中的替代方案,或者为什么C无法直接实现同样的功能。例如,C没有类的支持,因此无法使用RAII,而必须依赖手动资源管理。 还要注意语言的版本变化,比如C++11之后的现代特性,而C的标准更新较慢,保持简洁。这可能影响开发者的选择,特别是在需要利用新特性的情况下。 最后,总结两者的适用场景,帮助用户根据项目需求做出选择。比如系统级编程、嵌入式可能偏向C,而应用层、复杂系统可能更适合C++。</think>以下是CC++的核心区别分析,从设计哲学到具体特性的对比: --- ### **1. 设计哲学差异** | 维度 | C语言 | C++ | |-----------|----------------------------------|-----------------------------| | 核心思想 | 结构化编程(面向过程) | 多范式编程(面向过程+面向对象+泛型+函数式) | | 设计目标 | 追求极致性能和硬件控制 | 在保证性能的前提下提升抽象能力和开发效率 | | 类型系统 | 弱类型系统(允许隐式类型转换) | 强类型系统(通过`explicit`等机制限制隐式转换) | | 错误处理 | 主要通过返回值+errno | 异常机制+错误码(可选择使用) | --- ### **2. 核心特性对比** #### **内存管理** ```cpp // C风格 int* arr = (int*)malloc(10*sizeof(int)); free(arr); // 需手动释放 // C++ RAII std::unique_ptr<int[]> arr = std::make_unique<int[]>(10); // 自动释放内存 ``` #### **代码组织** ```cpp // C使用结构体+函数 struct Point { int x, y; }; void print_point(struct Point p); // C++使用类 class Point { public: void print() const; private: int x, y; }; ``` #### **多范式支持** | 范式 | C支持情况 | C++实现方式 | |-----------|----------------|-----------------------------| | 面向对象 | 模拟(通过结构体+函数指针) | 原生支持(类/继承/多态) | | 泛型编程 | 无 | 模板(template) | | 函数式编程 | 有限(函数指针) | Lambda表达式+std::function | | 元编程 | 预处理器宏 | 模板元编程(TMP)+constexpr | --- ### **3. 关键特性差异表** | 特性 | C | C++ | |---------------------|----------------------|--------------------------| | 默认参数 | 不支持 | 支持 | | 函数重载 | 不支持 | 支持 | | 运算符重载 | 不支持 | 支持 | | 异常处理 | setjmp/longjmp | try/catch/throw | | 标准容器 | 需自行实现 | STL(vector/map等) | | 智能指针 | 无 | unique_ptr/shared_ptr等 | | 类型推导 | 有限(C11 auto) | auto/decltype | | 并发支持 | 依赖平台API | std::thread/async/mutex | --- ### **4. 典型应用场景** #### **C语言首选场景** 1. 操作系统内核开发(Linux/Windows内核) 2. 嵌入式系统(资源受限环境) 3. 高性能数学(BLAS/LAPACK) 4. 协议栈实现(TCP/IP协议栈) #### **C++优势领域** 1. 游戏引擎开发(Unreal Engine) 2. 高频交易系统(利用模板元编程优化) 3. 大型桌面应用(Adobe系列软件) 4. 科学计算框架(ROOT数据分析框架) --- ### **5. 互操作兼容性** ```cpp // C++可以调用C代码(需extern "C") extern "C" { #include "c_library.h" } // C调用C++代码需要包装层 // C++端: extern "C" void wrapper_func() { MyCPPClass obj; obj.method(); } ``` --- ### **6. 现代发展对比** | 版本演进 | C标准 | C++标准 | |-----------|-----------------------|------------------------| | 最新标准 | C17 (2018) | C++20 (2020) | | 新特性方向 | 保持最小化改进 | 模块/概念/协程等现代特性 | | 编译速度 | 通常更快 | 模板实例化可能导致编译速度下降 | | 典型编译器 | GCC/Clang/MSVC | 同左,但对新标准支持更积极 | --- ### **选择建议** 1. **选C**:当需要绝对控制内存布局、开发底层系统或目标平台资源极度受限时 2. **选C++**:当需要构建大型复杂系统、需要高级抽象或利用现代编程范式时 3. **混合使用**:在性能关键模块用C,高层逻辑用C++(如Python解释器CPython的实现方式) 两种语言在系统编程领域都占据重要地位,选择时应根据项目需求、团队技能和长期维护成本综合考量。现代C++通过RAII、智能指针等机制,已经能在保持性能的同时显著提高代码安全性。
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