Tars-Cpp 协程实现分析

一、前言

Tars 是 Linux 基金会的开源项目

（​​https://github.com/TarsCloud​​），它是基于名字服务使用 Tars 协议的高性能 RPC 开发框架，配套一体化的运营管理平台，并通过伸缩调度，实现运维半托管服务。Tars 集可扩展协议编解码、高性能 RPC 通信框架、名字路由与发现、发布监控、日志统计、配置管理等于一体，通过它可以快速用微服务的方式构建自己的稳定可靠的分布式应用，并实现完整有效的服务治理。

Tars 目前支持 C++,Java,PHP,Nodejs,Go 语言，其中 TarsCpp 3.x 全面启用对协程的支持，服务框架全面融合协程。本文基于TarsCpp-v3.0.0版本，讨论了协程在TarsCpp服务框架的实现。

二、协程的介绍

2.1 什么是协程

协程的概念最早出现在Melvin Conway在1963年的论文（"Design of a separable transition-diagram compiler"），协程认为是“可以暂停和恢复执行”的函数。

协程可以看成一种特殊的函数，相比于函数，协程最大的特点就是支持挂起（yield）和恢复（resume）的能力。如上图所示：函数不能主动中断执行流；而协程支持主动挂起，中断执行流，并在一定时机恢复执行。

协程的作用：

1. 降低并发编码的复杂度，尤其是异步编程（callback hell）。
2. 协程在用户态中实现调度，避免了陷入内核，上下文切换开销小。

2.2 进程、线程和协程

我们可以简单的认为协程是用户态的线程。协程和线程主要异同：

1. 相同点：都可以实现上下文切换（保存和恢复执行流）
2. 不同点：线程的上下文切换在内核实现，切换的时机由内核调度器控制。协程的上下文切换在用户态实现，切换的时机由调用方自身控制。

进程、线程和协程的比较：

2.3 协程的分类

按控制传递（Control-transfer）机制分为：对称（Symmetric）协程和非对称（Asymmetric）协程。

• 对称协程：协程之间相互独立，调度权（CPU）可以在任意协程之间转移。协程只有一种控制传递操作（yield）。对称协程一般需要调度器支持，通过调度算法选择下一个目标协程。