关于 C/C++ 1Z（17）开源项目 openppp2 协同程式切换工作流-编程知识

下述为开源项目 openppp2（github）构建工作在 C/C++ 17 的 stackful 有栈协同程式的工作流切换示意图：

在 openppp2 之中采用人工手动方式管理协同程式之间的切换，每个中断过程只是保存线程栈信息（如寄存器、当前#PC EIP）并且JMP相对寄存器长跳转到其它协同程序当前EIP位置。

它（协同程式）的切换开销是最小的，速度几乎是无损最快的，这好比人们在 C/C++ 之中用 “函数指针（地址标识符）” 去指向一个 C/C++ 函数，且通过函数指针进行调用，它本身就是长跳转的一种，区别只是少做了线程信息保存，及下个协同程序线程信息恢复的动作。

当然协同程式有一些是通过操作系统核心库API构建的有栈协同程式。

例如：

1、Windows NT平台使用：GetThreadContext、SetThreadContext 函数来构建的有栈协同切换。

2、Linux 平台上使用 ucontext.h 库函数：getcontext、setcontext、makecontext、swapcontext 函数来构建的有栈协同切换。

那么：此类有栈协同程式切换效能的确不行，某些人不要张口就来，不是真懂别乱逼逼。

但通过汇编语言构建的有栈协同程式，几乎不存在性能问题，单线程挂载百万个、千万个协同程式都可以，只要母鸡内存足够大，即可。

stackless 有栈协同程式不要来碰瓷效能，比协同程式切换效能，stackless 真不配跟 stackfull 协同程式比切换效能，若我们不懂这两个协同程式怎么实现的，还真有可能被XX们忽悠住，但可惜我们了解这两类协同程式底层是怎么构建的，当然也自行实现构建过两者，所以在这块还是有一定心得发言权的。

从上述的协同程式示意图之中，可以清晰的看到，在中断某一个协同程式时，会直接切换CPU到下一个协同程式（若有，否则为协同程式结束），而不是还会等待执行到。

但这有一个缺点，一旦某一个协同不按照正确流程切换，那么就会导致协程 deadline 问题，出现致命性故障，如流程中断、内存泄漏等问题层出不穷。

欲兼容性解决这类问题，那么必须引入一个协同程式调度器，但这并非必须的，长长构建多线程并行程式、对于协同程序非常了解的童鞋并不需要，因为这种调度切换的低级问题，不会在它们身上发生。

对于 C/C++ 编程语言来说首先采用 stackful 有栈协同程式，而不是使用 stackless 协同程式，即便是 C/C++ 20 标准提供的 stackless 协同程式，或者早前基于 boost 库提供的 stackless 协同程式。

关于在 go 语言之中，go 开启一个新的 stackless 协同程式，并不意味着立即运行，go 开发人员适用编译器关键字 go 开启新协同程式，能否立即运行取决于以下条件。

在 go 运行时仅只有单线程的情况下，它无法立即运行，而是需要等待当前正在执行协同程序到中断位置或结束时才运行，多线程情况下取决于那个闲置线程先获取到事件（基于系统 epoll、iocp、kqueue 构建的EDSM事件驱动状态机，运行时调度器）。

了解关于我们对于协程相关的一些看法，可以参见本人的以下文章：

C/C++ 如何正确的切换协同程序？（基于协程的并行架构）_c++怎么切换运行程序-CSDN博客

stackless or stackfull 协同程式（协程）？_boost stackless-CSDN博客

灌水玩玩 ChatGPT AIGC生成的有栈协同程序实现（例子）_任务协同 aigc-CSDN博客

C/C++ 11/14/17 有栈式协同程式的基础框架类库【关于】_c++11实现有栈对称协程库-CSDN博客

C++ 20标准协同程序（协程）基于编译器展开的 stackless 协程。-CSDN博客

关于 Go 协同程序（Coroutines 协程）、Go 汇编及一些注意事项。-CSDN博客

童鞋们可以好好理解在这些文章之中，我们关于协同程式的一些看法，那么童鞋们会对于协同程式有更深入的理解，不要去现在鱼龙混杂的逼乎（知乎）上看那些莫名其妙的想法及观点，国内技术相关这块大概就博客园、CSDN博客、看雪论坛比较好一点，其它建议还是算了把。

下述代码为 Linux 平台基于 ucontext.h 函数库实现的有栈协同程式切换（它很简明）：

#include <ucontext.h>
#include <iostream>
#include <cstring>#define STACK_SIZE 1024*64ucontext_t mainContext, coroContext;void coroutineFunction() {std::cout << "Coroutine started" << std::endl;// 切换回主上下文swapcontext(&coroContext, &mainContext);std::cout << "Coroutine resumed" << std::endl;
}int main() {char stack[STACK_SIZE];getcontext(&coroContext);coroContext.uc_link = &mainContext;coroContext.uc_stack.ss_sp = stack;coroContext.uc_stack.ss_size = sizeof(stack);makecontext(&coroContext, (void (*)())coroutineFunction, 0);std::cout << "Main started" << std::endl;// 切换到协程上下文swapcontext(&mainContext, &coroContext);std::cout << "Main resumed" << std::endl;return 0;
}