Linux_协程、libco

协程：协程,又被称为用户级线程,是在应用层被调度,可以减少因为调用系统调用而阻塞的线程切换的时间

基本原理：协程实质上可以看成是子程序、函数。一个线程上面可以运行多个协程，但是同一时间只能运行一个协程，协程在线程上的切换，是由于遇到阻塞的操作，或者主动让出线程使用权。比如，有10个协程，当前线程正在运行协程1，然后协程1执行一个recv的阻塞操作，协程的调度器能够检测到这个操作，将协程1切换出去，将协程2调度进来执行。如果没有协程的调度器，此时协程1将会由于调用recv这个系统调用且数据未到达而阻塞，进行休眠，此时操作系统将会发生线程切换，调度其他线程执行，而线程切换非常耗时，高达几十微秒，即便新执行的线程是用户任务相关的，用户任务也会多了几十微秒的线程切换的消耗。而如果使用协程，协程之间的切换只需要几百纳秒，耗时很少。这就是协程发挥优势的地方。

libco：一个高效的c/c++协程库，提供了完善的协程编程接口、常用的Socket族函数Hook等，使得业务可用同步编程模型快速迭代开发。libco默认是每一个协程独享一个运行栈，在协程创建的时候，从堆内存分配一个固定大小的内存作为该协程的运行栈，libco提供了stackless的协程共享栈模式，可以设置若干个协程共享同一个运行栈。同一个共享栈下的协程间切换的时候，需要把当前的运行栈内容拷贝到协程的私有内存中。为了减少这种内存拷贝次数，共享栈的内存拷贝只发生在不同协程间的切换。当共享栈的占用者一直没有改变的时候，则不需要拷贝运行栈。

libco的特性：
无需侵入业务逻辑，把多进程、多线程服务改造成协程服务，并发能力得到百倍提升;
支持CGI框架，轻松构建web服务(New);
支持gethostbyname、mysqlclient、ssl等常用第三库(New);
可选的共享栈模式，单机轻松接入千万连接(New);
完善简洁的协程编程接口
类pthread接口设计，通过co_create、co_resume等简单清晰接口即可完成协程的创建与恢复；
__thread的协程私有变量、协程间通信的协程信号量co_signal (New);
语言级别的lambda实现，结合协程原地编写并执行后台异步任务 (New);
基于epoll/kqueue实现的小而轻的网络框架，基于时间轮盘实现的高性能定时器;

由于libco是非对称的协程机制，如果从当前协程A切换到协程B，而协程B又没有切换到下一个协程，在协程B执行结束之后，会返回到协程A执行。

libco框架体系：
接口层：协程源语、协程信号量、协程私有变量
系统函数HOOK层：socket族函数、gethostbyname、setenv/setenv
事件驱动层：epoll / kqueue、时间轮盘定时器

协程接口层：实现了协程的基本源语。co_create、co_resume等简单接口负责协程创建于恢复。co_cond_signal类接口可以在协程间创建一个协程信号量，可用于协程间的同步通信。

系统函数Hook层：负责主要负责系统中同步API到异步执行的转换。对于常用的同步网络接口，Hook层会把本次网络请求注册为异步事件，然后等待事件驱动层的唤醒执行。

事件驱动层：实现了一个简单高效的异步网路框架，里面包含了异步网络框架所需要的事件与超时回调。对于来源于同步系 统函数Hook层的请求，事件注册与回调实质上是协程的让出与恢复执行。

libco源码：https://github.com/tencent/libco