Question

背景

我问这个是因为我目前有一个包含许多（数百到数千）线程的应用程序。这些线程中的大多数在很长一段时间内处于空闲状态，等待将工作项放入队列中。当工作项可用时，然后通过调用一些任意复杂的现有代码来处理它。在某些操作系统配置中，应用程序会遇到管理最大用户进程数的内核参数，所以我想尝试减少工作线程数的方法。

我建议的解决方案：

这似乎是一个基于协程的方法，我用coroutine替换每个工作线程，将有助于实现这一目标。然后，我可以拥有一个由实际（内核）工作线程池支持的工作队列。当项目被放置在特定的协同程序队列中进行处理时，一个条目将被放入线程池的队列中。然后它将恢复相应的协同程序，处理其排队的数据，然后再次暂停它，释放工作线程以进行其他工作。

实施细节：

在考虑如何做到这一点时，我无法理解无堆栈和堆栈协程之间的功能差异。我有使用Boost.Coroutine库的堆栈协程的一些经验。我发现从概念层面来理解它相对容易：对于每个协同程序，它维护着CPU上下文和堆栈的副本，当你切换到协程时，它会切换到保存的上下文（就像内核一样） -mode scheduler would）。

对我来说不太清楚的是无堆栈协程与此有何不同。在我的应用程序中，与上述工作项排队相关的开销量非常重要。我所见过的大多数实现，如the new CO2 library都表明无堆栈协程提供了更低开销的上下文切换。

因此，我想更清楚地理解无堆栈和堆栈协程之间的功能差异。具体来说，我想到了这些问题：

References like this one表明区别在于你可以在堆叠与无堆叠协程中产生/恢复。是这样的吗？是否有一个简单的例子，我可以在一个堆叠的协程中做但不能在无堆栈协议中做什么？
自动存储变量的使用是否有任何限制（即变量＆＃34;在堆栈上＃34;）？
我可以从无堆协程中调用哪些函数有任何限制吗？
如果无堆栈协程没有保存堆栈上下文，那么当协同程序运行时自动存储变量会去哪里？

Answer 1

首先，感谢您查看CO2：）

Boost.Coroutine doc很好地描述了堆栈协程的优势：

<强> stackfulness

与无堆叠协程形成对比的堆叠协程   可以从嵌套的堆栈框架中暂停。执行恢复   它之前被暂停的代码中的完全相同的点。同   无堆叠协程，只有顶层例程可能被暂停。   该顶级例程调用的任何例程本身可能不会暂停。   这禁止在其中的例行程序中提供暂停/恢复操作   一个通用的图书馆。

一流的延续

可以传递一流的延续   一个参数，由函数返回并存储在数据结构中   以后再用在一些实现中（例如C＃yield）   继续不能直接访问或直接操作。

没有堆栈和第一类语义，一些有用的执行   不支持控制流（例如合作   多任务处理或检查点。）

这对你意味着什么？例如，假设您有一个访问者的功能：

template<class Visitor>
void f(Visitor& v);

你想将它转换为迭代器，使用堆栈协程，你可以：

asymmetric_coroutine<T>::pull_type pull_from([](asymmetric_coroutine<T>::push_type& yield)
{
    f(yield);
});

但是对于无堆叠协程，没有办法这样做：

generator<T> pull_from()
{
    // yield can only be used here, cannot pass to f
    f(???);
}

一般来说，堆栈协程比无堆协程更强大。那么为什么我们要无堆叠协程呢？简短回答：效率。

堆栈协程通常需要分配一定量的内存来容纳其运行时堆栈（必须足够大），并且与无堆栈协议相比，上下文切换更昂贵，例如， Boost.Coroutine需要40个周期，而CO2在我的机器上平均只需要7个周期，因为无堆栈协程需要恢复的唯一东西就是程序计数器。

也就是说，在语言支持的情况下，只要协程中没有递归，堆栈协程也可以利用堆栈的编译器计算的max-size，因此内存使用也可以是改善。

说到无堆栈协程，请记住它并不意味着根本没有运行时堆栈，它只意味着它使用与主机端相同的运行时堆栈，所以你也可以调用递归函数，只是所有的递归都会在主机的运行时堆栈上发生。相反，对于堆栈协程，当你调用递归函数时，递归将发生在协同程序自己的堆栈上。

回答问题：

自动存储变量的使用是否有任何限制（即变量＆＃34;在堆栈上＃34;）？

没有。这是CO2的仿真限制。通过语言支持，协程可见的自动存储变量将被放置在协同程序的内部存储中。注意我强调＆＃34;对于协同程序可见＃34;如果协同程序调用一个在内部使用自动存储变量的函数，那么这些变量将放在运行时堆栈上。更具体地说，无堆栈协程只需保留恢复后可以使用的变量/临时值。

要明确的是，您也可以在二氧化碳的协同体中使用自动存储变量：

auto f() CO2_RET(co2::task<>, ()) { int a = 1; // not ok CO2_AWAIT(co2::suspend_always{}); { int b = 2; // ok doSomething(b); } CO2_AWAIT(co2::suspend_always{}); int c = 3; // ok doSomething(c); } CO2_END

只要定义不在任何await之前。

我可以从a调用哪些函数有任何限制 stackless coroutine？

没有

如果无堆栈协程没有保存堆栈上下文，协程的自动存储变量在哪里运行？

上面回答说，无堆栈协程并不关心被调用函数中使用的自动存储变量，它们只是放在正常的运行时堆栈上。

如果您有任何疑问，只需查看二氧化碳的源代码，它可以帮助您了解引擎盖下的机制;）

Answer 2

你想要的是用户域线程/光纤 - 通常你想在深层嵌套调用堆栈中暂停你的代码（在光纤中运行）（例如从TCP连接解析消息）。在这种情况下，您不能使用无堆栈上下文切换（应用程序堆栈在无堆栈协程之间共享 - ＆gt;被覆盖的被调用子例程的堆栈帧）。

你可以使用类似boost.fiber的东西来实现基于boost.context的用户陆地线程/光纤。

无堆协程如何与堆栈协程不同？

2 个答案: