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C++手写协程实现原理与示例

C++手写协程实现原理与示例

什么是协程？协程（Coroutine）是一种比线程更轻量的并发编程模型，它允许函数在执行过程中被挂起，并在之后从挂起点继续执行。与多线程不同，协程是协作式的——它们不会被操作系统强制调度，而是由程序员显式控制何时让出执行权。这种机制特别适合高并发IO密集型场景，如网络服务器、异步任务处理等。虽然C++20引入了标准协程支持，但理解其底层实现原理对深入掌握并发编程至关重要。本文将带你从零开始，用C语言风格的C++实现一个极简的协程库，帮助你理解协程的核心机制。协程的核心：上下文切换协程的本质在于“保存和恢复执行上下文”。所谓上下文，就是程序运行时的状态，包括栈指针、指令指针、寄存器值等。要实现协程切换，关键在于如何捕获当前执行状态，并在将来某个时刻精确地恢复它。在POSIX系统中，setjmp 和 longjmp 提供了这样的能力。setjmp 用于保存当前执行环境到一个jmp_buf结构中，而longjmp则可以从该结构恢复执行环境，使程序跳转回setjmp调用点，并让setjmp返回指定的非零值。这正是我们构建协程的基础工具。极简协程库实现下面是一个基于setjmp/longj...

2025年11月14日

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Go协程与Pthread/Java线程的本质区别：轻量级并发的革命

Go协程与Pthread/Java线程的本质区别：轻量级并发的革命

一、从操作系统线程到用户态协程的进化当我们在Java中启动一个线程时，背后是操作系统内核通过pthread_create()创建一个内核级线程。这种线程的特点是： - 1:1映射到内核调度实体（KSE） - 典型内存占用8MB（默认栈大小） - 上下文切换需陷入内核（约1-2μs）java // Java线程示例 new Thread(() -> { System.out.println("Running in kernel thread"); }).start();而Go的协程（Goroutine）采用M:N用户态调度模型： go go func() { fmt.Println("Running in goroutine") }() 其核心差异在于： - 初始栈仅2KB（可动态扩容） - 由Go运行时（runtime）管理调度 - 上下文切换在用户态完成（约200ns）二、架构层面的本质差异1. 调度器设计| 维度 | Pthread/Java线程 | Go协程 | |-----...

2025年08月06日

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Go协程与其他线程模型的本质差异：轻量级并发的革命

Go协程与其他线程模型的本质差异：轻量级并发的革命

一、线程模型的演进困境传统操作系统线程（如pthread）本质上属于内核态线程，每个线程的创建、销毁和调度都需要通过内核系统调用完成。这种设计带来两个致命问题：内存开销大：默认栈空间约2-8MB（Linux环境下），千级线程即可耗尽内存调度成本高：线程切换涉及用户态/内核态切换（约1-5μs），CPU寄存器全量保存/恢复 go // 传统线程示例（Java） new Thread(() -> { System.out.println("Thread running"); }).start();二、Go协程的降维打击Go语言在2009年推出的Goroutine采用用户态线程设计，关键技术突破包括：1. 两级调度体系 GMP调度模型： G（Goroutine）：携带栈信息（初始仅2KB） M（Machine）：绑定操作系统线程 P（Processor）：逻辑处理器，维护本地运行队列协作式抢占：通过函数调用边界插入调度点，避免内核态切换 2. 栈空间动态伸缩go func recursiveCall(n int) { if n == 0 { retur...

2025年07月26日

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悠悠楠杉

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2025-04-07

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2025-01-16

有whmcs接口吗？
sowxkkxwwk
2024-11-20

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2024-11-20

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2024-11-14

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