C++协程

最新推荐文章于 2025-04-23 21:22:36 发布
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本文介绍了C++协程的产生背景、与多线程和异步IO的对比，以及协程如何处理IO密集型任务。协程在执行效率和资源利用上优于多线程，逻辑上类似同步IO，但性能接近异步IO。文中还探讨了有栈和无栈协程的实现机制及其优缺点。

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产生背景

对于后台开发我们一个重要问题即使用尽可能少的服务器资源处理海量的请求，除了我们再架构上做多机自动扩容外，我们还必须尽可能提高单机硬件的利用率（CPU利用率+IO利用率）

为了提高硬件的利用率往往我们采用三种技术路径：

  • 多线程
  • 异步IO
  • 协程

协程和异步IO以及多线程的对比

多线程

多线程可以充分利用CPU的多核，实现真正的并行，它是操作系统的基础设施。但是线程是一个粗粒度、相对比较笨重的多任务的抽象机制，例如以下几个特点

  • 创建线程非常耗时
  • 线程上下文切换非常耗时（要从用户态切换到内核态；保存当前线程执行环境；加载目标线程的执行环境；再从内核态切换回来等一系列操作）
  • 每个线程会预先分配一个几M的调用栈
  • 系统中最多只能同时运行数千个线程（当就绪线程个数远大于CPU核数，操作系统大量的时间就会用来进行线程切换，性能急剧下降）

异步IO

操作系统中有两种IO：同步IO和异步IO（5种I/O模型）

同步IO:发起IO（比如read）后,CPU必须原地等待其结束，然后才能继续往下执行

异步IO:发起IO（比如read）前，会先注册一个回调函数；发起IO后，CPU无需原地等待其完成，而是继续往下执行

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一个线程可以拥有多个协程。
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c++ 协程
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提高程序响应性：通过异步操作避免阻塞主线程。简化并发逻辑：避免复杂的线程管理和同步问题。按需生成数据：生成器可以按需生成值，节省内存。避免回调地狱：将异步任务链写成同步代码的风格，提高代码可读性。
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写这篇文章是最近在学习c++20的内容，发现coroutine和我预想的不太一样，记录一下。
C++ 协程应用：网络请求场景
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03-27 793
通过 C++20 协程，我们摆脱了回调地狱与线程管理的困扰，能够优雅地实现异步操作。网络请求，文件 I/O，甚至是大数据流的处理，都可以通过协程完成——这就是异步编程的“黑科技”！🔥所以，如果你还在为回调烦恼，那你可以大胆地尝试 C++ 协程，它会让你体验到编程的乐趣，而不是一堆复杂的线程和回调。😎💪👍 或者来和我聊聊更多 C++ 的协程应用🎉🎉。
c++协程详解（二）
mumu
04-01 1101
这是c++协程实现第二篇，这里开始我们将开始真正意义上开始实现协程。对协程基础流程不清楚的，可以看我的第一篇。后续可能需要一定的模板知识，可以看下我的模板的文章，那些知识就完全够用了。本篇将实现一个协程封装的异步任务队列，即一个耗时任务到其他线程完成后，继续恢复执行流。在这里你可以看到如何通过协程去回调。下面就直接开始吧。
C++中的协程
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05-05 2528
文章目录1.协程的定义2.目前实现的一些C++协程 1.协程的定义 协程是一种函数对象，可以设置锚点做暂停，然后再该锚点恢复继续运行 一个boost 1.75的一个例子 #include <iostream> #include <boost/coroutine2/all.hpp> void coroutine_function(boost::coroutines2::coroutine<void>::pull_type & coro_back) {
C/C++协程
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12-01 1349
协程（Coroutine），又称为微线程或者轻量级线程，是一种用户态的、可在单个线程中并发执行的程序组件。协程可以看作是一个更轻量级的线程，由程序员主动控制调度。它们拥有自己的寄存器上下文和栈，可以在多个入口点间自由切换，而不是像传统的函数调用那样在一个入口点开始、另一个入口点结束。协程的概念最早可以追溯到1963年，由Melvin Conway提出。经过多年的发展，协程已经成为了现代编程语言和框架中的一种重要编程范式。
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