高性能服务器之初识协程（附带测试用例源码）

调度可以由用户决定且消耗的资源也少，能用同步代码实现出异步的效果（自己调度协程处理哪些任务），用户态的线程更轻量级。著名的协程库有Boost.Coroutine2 ，libco和libgo大家可以去使用或熟悉这对于高性能开发有很大的帮助。
1.切换CPU开销：协程上下文切换大概120ns，相对于进程/线程上线文切换所需的3us，大约是其三十分之一。
2.内存开销：协程初始化时为其分配的栈只有2KB，线程10MB左右。
下一篇我会写一个有关协程调度的类，做一个有关协程的服务器框架
下面是线程，进程和协程的一张关系图，侧面说明协程对高性能的提升的重要性

1.linux环境下协程的库函数

1.getcontext（uncontext_t *ucp）//用于保存协程的上下文（寄存器，信号屏蔽器，堆栈等）

2.makecontext(ucontext_t*ucp,void(*func)(),int argc)//配置的上下文，入口函数，参数个数，参数列表，将函数func绑定刀ucp中，当切换刀该上下文程序从func开始执行

3.setcontext（const uncontext_t*ucp);//设置协程上下文，相当于立刻执行该上下文

4.swapcontext(ucontext_toucp,ucontext_tucp);//保存当前上下文到oucp，前往ucp执行上下文（切换）

不用觉得太难，你们就把ucontext_t理解为要保存信息的结构体，这个结构体相当于一个入口，系统能通过这个入口跳到对应的函数或代码段里，我们就是对该结构体操作就能实现异步的效果，例如你开车打游戏，一段时间再打游戏一段时间开车来回切换，你们可以看看下面源码和效果图对你有很大帮助。

2.测试用例源码

//模拟死循环 效果图1
#include <ucontext.h>//协程测试用例
#include <iostream>
void func( int a)
{
    std::cout << "func begin" << std::endl;
    std::cout << a++ << std::endl;
    std::cout << "func end" << std::endl;
}
int main()//模拟while循环
{
    ucontext_t m_ctx,c_ctx;
    getcontext(&m_ctx);
    func(10);
    setcontext(&m_ctx);//回到getcontext那个位置
    return 0;
}

效果图

//makecontxt设置协程入口位置
#include <ucontext.h>//协程测试用例
#include <iostream>
void func_wrapper(int a)
{
    std::cout << "func begin" << std::endl;
    std::cout << a++ << std::endl;
    std::cout << "func end" << std::endl;
}
typedef void (*Funcptr)();
int main2()
{
    ucontext_t m_ctx,c_ctx;
    getcontext(&m_ctx);//获取上下文
    m_ctx.uc_link=nullptr;//null执行完后推出，非null执行完后返回入口函数地址
    m_ctx.uc_stack.ss_sp=malloc(128*1024);
    m_ctx.uc_stack.ss_size=128*1024;
    int arg=32;
    makecontext(&m_ctx,(Funcptr)func_wrapper,1,arg);//设置协程入口位置为func
    setcontext(&m_ctx);
    return 0;
}

#include <ucontext.h>//协程测试用例
#include <iostream>
ucontext_t M_ctx,C_ctx;
void func_swap()
{
    std::cout << "func begin" << std::endl;
    swapcontext(&M_ctx,&C_ctx);//保存当前上下文到M_ctx并回到C_ctx
    std::cout << 10 << std::endl;
    std::cout << "func end" << std::endl;
}

int main()//执行到func begin后回到主程序然后再回到func begin那继续执行剩余的代码
{
    getcontext(&M_ctx);
    M_ctx.uc_link=nullptr;
    M_ctx.uc_stack.ss_sp=malloc(128*1024);
    M_ctx.uc_stack.ss_size=128*1024;
    makecontext(&M_ctx,func_swap,0);
    swapcontext(&C_ctx,&M_ctx);//保存当前上下文到C_ctx并回到M_ctx;
    swapcontext(&C_ctx,&M_ctx);//保存当前上下文到C_ctx并回到M_ctx;


}

3.协程的其他知识

非对称协程，每个子协程都由主协程调度执行，退出也要回到主协程，主协程调度其他协程
对称协程，不分主和子协程，只有子协程的循环，每个协程在自己内部可以调度其他协程，不需要主协程充当媒介来调度
有栈协程有自己的栈寄存器，可以绑定入口地址。 无栈协程，只用来调度如主协程
共享栈协程，多个协程共享一个栈。