TBB库中实现协程(coroutine)的源码说明-Toy模板网

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源码请见: https://github.com/oneapi-src/oneTBB/blob/master/src/tbb/co_context.h

在windows系统，TBB(也就是intel 的 oneTBB库)，通过windwos fiber(纤程)来实现协程(coroutine)。

创建一个协程,代码很简洁:

inline void create_coroutine(coroutine_type& c, std::size_t stack_size, void* arg) {
    __TBB_ASSERT(arg, nullptr);
    c = CreateFiber(stack_size, co_local_wait_for_all, arg);
    __TBB_ASSERT(c, nullptr);
}

windows系统中线程(thread)与纤程(fiber)调度示意图，如下图所示

TBB库中实现协程(coroutine)的源码说明,c++/c/asm,windows,c++

windwos中的纤程和通常说的协程类似，处在用户模式下，和内核态无关不会有切换复杂上下文的开销。一个线程一次只能执行一个纤程，实际单个线程上的上多纤程利用时间片形成并发机制。进程与线程是内核态相关的操作机制，调度过程是抢占式的。而协程调度是在用户态完成的，需要代码里显式地将CPU调度交给其他协程，这是协作式的。

在不考量多核心cpu算力扩展的情况下，只谈调度效率或者一个程序对单个cpu的利用率，协程要高效得多。而且，本质上来说，一个线程里面的协程是没有并行机制里面的数据竞争的，这意味着保证同步正确性(没有数据竞争问题)的同时具有了异步灵活性。

将 CPU 的执行从一个线程切换到另一个线程，不可避免地涉及内核调度机制，这是个昂贵的开销操作，如果两个线程经常频繁地来回切换则代价尤其大。 Windows 实现了两种机制来降低这一开销：纤程(fiber)和用户模式调度(UMS , user-mode scheduling)。
纤程使得一个应用程序可以调度它自己的“线程”的执行过程，而不必依赖于 Windows 内置的基于优先级的调度机制。纤程也常被称为“轻量”线程：从调度的角度来看，它们对于内核是不可见的，因为它们是在用户模式下在 Kemel32.dll 中实现的。为了使用纤程，首先要调用 Windows 的 ConvertThreadToFiber 函数。该函数将当前线程转变成一个正在运行的纤程。之后，在转变得到的纤程中，通过调用 CreateFiber 函数，又可以创建额外的纤程(每个纤程可以有它自己的一组纤程)。然而，与线程不同的是，纤程不会自动执行，它必须由 SwitchToFiber 函数手工选中，然后才能执行。新的纤程会一直运行，直到退出，或者调用SwitchToFiber再次选择运行另一个纤程。

感谢: https://www.cnblogs.com/5iedu/p/4830983.html

在linux系统下使用glibc中的ucontext库实现，比起基于windows纤程的协程实现，这个实现要复杂一些。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-627536.html

inline void create_coroutine(coroutine_type& c, std::size_t stack_size, void* arg) {
    const std::size_t REG_PAGE_SIZE = governor::default_page_size();
    const std::size_t page_aligned_stack_size = (stack_size + (REG_PAGE_SIZE - 1)) & ~(REG_PAGE_SIZE - 1);
    const std::size_t protected_stack_size = page_aligned_stack_size + 2 * REG_PAGE_SIZE;

    // Allocate the stack with protection property
    std::uintptr_t stack_ptr = (std::uintptr_t)mmap(nullptr, protected_stack_size, PROT_NONE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS | MAP_STACK, -1, 0);
    __TBB_ASSERT((void*)stack_ptr != MAP_FAILED, nullptr);

    // Allow read write on our stack (guarded pages are still protected)
    int err = mprotect((void*)(stack_ptr + REG_PAGE_SIZE), page_aligned_stack_size, PROT_READ | PROT_WRITE);
    __TBB_ASSERT_EX(!err, nullptr);

    // Remember the stack state
    c.my_stack = (void*)(stack_ptr + REG_PAGE_SIZE);
    c.my_stack_size = page_aligned_stack_size;

    err = getcontext(&c.my_context);
    __TBB_ASSERT_EX(!err, nullptr);

    c.my_context.uc_link = nullptr;
    // cast to char* to disable FreeBSD clang-3.4.1 'incompatible type' error
    c.my_context.uc_stack.ss_sp = (char*)c.my_stack;
    c.my_context.uc_stack.ss_size = c.my_stack_size;
    c.my_context.uc_stack.ss_flags = 0;

    typedef void(*coroutine_func_t)();

    std::uintptr_t addr = std::uintptr_t(arg);
    unsigned lo = unsigned(addr);
    unsigned hi = unsigned(std::uint64_t(addr) >> 32);
    __TBB_ASSERT(sizeof(addr) == 8 || hi == 0, nullptr);

    makecontext(&c.my_context, (coroutine_func_t)co_local_wait_for_all, 2, hi, lo);
}

到了这里，关于TBB库中实现协程(coroutine)的源码说明的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！