好的，我们开始！ 大家好！今天咱们聊聊C++协程与异步I/O，主题是“构建高性能非阻塞网络服务”。这玩意听起来高大上，其实也没那么神秘。咱们争取用最接地气的方式，把这事儿掰扯清楚。 一、为啥要用协程和异步I/O？ 想象一下，你要开个饭馆。传统的做法是，一个服务员（线程）一次只能服务一个客人。客人点完菜，服务员就得在那儿等着厨师做完，才能把菜端上去。如果客人点的菜比较复杂，服务员就得一直等着，啥也干不了，效率贼低。 现在咱们换个思路。服务员收到客人的菜单，直接扔给厨房（异步I/O），然后转身去服务其他客人。等菜做好了，厨房会通知服务员（回调函数），服务员再把菜端上去。这样，服务员就不用傻等了，可以同时服务多个客人，效率蹭蹭往上涨。 这就是异步I/O的魅力。线程不用阻塞在I/O操作上，可以去做其他事情。 那协程呢？协程可以理解为更轻量级的线程。线程切换的开销比较大，而协程的切换开销非常小，几乎可以忽略不计。而且，协程可以让你用同步的方式写异步的代码，代码可读性大大提高。 所以，协程+异步I/O，简直就是高性能网络服务的黄金搭档！ 二、C++协程基础：Promise、Future、Await …
C++ 协程的 Promise Type：自定义协程行为的接口
好的，系好安全带，各位观众老爷们！今天咱们要聊的是C++协程里一个相当重要的角色——Promise Type。这玩意儿，说白了，就是协程的“管家婆”，负责协程的创建、启动、暂停、恢复、以及最终的返回值和异常处理。没有它，协程就像没了缰绳的野马，指不定跑到哪儿去了。 Promise Type 是个啥？ 你可以把 Promise Type 看作是一个类，这个类定义了协程的行为。编译器会根据你定义的 Promise Type，生成协程的“骨架”。这个骨架包括： 协程帧 (Coroutine Frame): 协程的所有局部变量、参数、以及状态信息都存储在这里。 状态机 (State Machine): 控制协程在不同执行点之间的切换。 Promise 对象 (Promise Object): 咱们今天要重点讲的，负责协程的生命周期管理。 编译器会默默地创建 Promise Type 的实例，并将其与协程帧关联起来。这意味着 Promise 对象可以访问协程的所有局部变量和参数，并且可以控制协程的执行流程。 为什么需要 Promise Type？ C++协程的设计哲学是“零开销抽象”。也就是说， …
C++ `std::coroutine_handle`：协程句柄的创建与操作
好的，没问题！我们现在开始进入协程句柄的世界！ 各位观众，晚上好！今天我们要聊聊C++协程里的一个关键角色——std::coroutine_handle，也就是协程句柄。这玩意儿，初听起来感觉很高大上，但其实理解起来并不难，就像…就像剥洋葱，一层一层地扒开，总能看到核心的美味（虽然有些人觉得剥洋葱会辣眼睛）。 什么是协程句柄？ 简单来说，std::coroutine_handle 是一个指向协程实例的指针。它允许你在协程外部控制协程的生命周期，比如恢复执行、销毁协程等等。你可以把它想象成一个遥控器，用来控制你的协程机器人。 为什么我们需要协程句柄？ 因为协程不像普通函数那样，调用完就彻底结束了。协程可以挂起，可以恢复，可以在不同的时间点执行不同的代码。如果没有一个句柄来追踪和控制它，那简直就是一场灾难。想象一下，你的协程像脱缰的野马一样到处乱跑，你却无能为力，这感觉酸爽吗？ std::coroutine_handle 的类型 std::coroutine_handle 本身是一个模板类，可以接受一个模板参数，用来指定协程返回类型。 std::coroutine_handle …
C++ 协程（Coroutines）基础：`co_await`, `co_yield`, `co_return` (C++20)
好的，下面开始我们的C++协程讲座！ 各位观众老爷，今天我们来聊聊C++20引入的协程，这玩意儿听起来高大上，实际上也没那么玄乎。咱们要搞清楚co_await, co_yield, 和 co_return这三个核心关键字，它们就像协程的发动机，控制着协程的暂停、恢复和结束。 协程是啥？跟线程有啥区别？ 想象一下，你是一个厨师，同时要烤面包、煮咖啡、煎鸡蛋。如果你是单线程模式，你就得按顺序来，烤完面包才能煮咖啡，煮完咖啡才能煎鸡蛋。这效率多低啊！ 但如果你会协程，你就可以先开始烤面包，然后发现要等面包发酵，就暂停一下，去煮咖啡，咖啡煮好后，发现鸡蛋还没到时间，又暂停一下，回去烤面包。这样，你就可以在多个任务之间来回切换，充分利用时间。 简单来说，协程是一种用户态的线程，它允许你在函数执行过程中暂停执行，并稍后从暂停的地方恢复执行。关键是，协程的切换是由程序员控制的，而不是像线程那样由操作系统调度。 特性 线程 协程 调度者 操作系统 程序员/协程库 上下文切换 需要操作系统内核介入，开销大 用户态切换，开销小 并发性 真正的并行，需要多核CPU支持 伪并行，单线程内实现并发 适用场景 C …
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C++ `folly::Future` 与 `folly::Promise`：Facebook 异步库的深度解析
好的，那我们现在开始今天的讲座，主题是 C++ folly::Future 与 folly::Promise，这是 Facebook Folly 库中非常重要的异步编程利器。 大家好！今天我们要聊聊 folly::Future 和 folly::Promise，这对黄金搭档，它们可以帮助你在 C++ 中轻松玩转异步编程。如果你之前被多线程搞得头昏脑胀，或者被回调地狱折磨得欲仙欲死，那么 folly::Future 和 folly::Promise 绝对是你的救星。 什么是 folly::Future 和 folly::Promise？ 简单来说，folly::Promise 负责“承诺”一个未来的值，而 folly::Future 则负责“等待”这个值的到来。它们就像一对情侣，Promise 负责制造惊喜，Future 负责满怀期待地等待。 folly::Promise： 就像一个信使，它负责把结果从一个线程传递到另一个线程。你可以用 Promise 来设置一个值，或者抛出一个异常。 folly::Future： 就像一个接收器，它负责等待 Promise 传递过来的值。你可以从 Fu …
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C++ `Boost.Asio` 异步网络编程：Proactor/Reactor 模式实现
好，各位观众，今天咱们来聊聊C++ Boost.Asio的异步网络编程，特别是Proactor和Reactor模式。这俩货，听起来高大上，其实就是两种组织异步事件处理的方式。咱们用大白话，加上实在的代码，把它们扒个精光。 第一幕：异步编程，咋回事？ 先搞清楚，啥是异步编程？简单说，就是你发起一个操作，不用死等结果，可以先去干点别的。等结果来了，系统会通知你，或者你定时去问问：“嘿，好了没？” 这和同步编程不一样。同步编程就像你去饭馆点菜，必须站在那儿等，菜不上来，你一步都不能走。异步编程呢，你点完菜，服务员给你个号码牌，你可以去逛街，等号码牌亮了，再去取餐。 在网络编程里，异步就意味着你的程序不用阻塞在recv或者send这些耗时的操作上，可以同时处理多个连接。这样，你的服务器才能扛住更大的流量，响应更快。 第二幕：Boost.Asio，神器在手 Boost.Asio是C++界异步编程的瑞士军刀。它提供了一套统一的接口，让你可以在不同的操作系统上编写异步程序，而不用关心底层的实现细节。 io_context: 这是Asio的核心，相当于一个事件循环。所有的异步操作都通过io_conte …
C++ 异步 I/O (Asynchronous I/O)：系统层面的非阻塞操作
各位观众，各位朋友，各位未来的编程大神们，大家好！ 今天咱们来聊聊C++里的异步I/O，这玩意儿听起来高大上，但其实就是让你的程序在等待数据的时候，别傻乎乎地在那儿杵着，而是可以先去干点别的，等数据来了再回来处理，大大提高效率。想象一下，你一边烧水一边写代码，水开了再回去泡茶，总比你一直盯着水壶看要强得多吧？这就是异步I/O的精髓。 什么是异步I/O？ 首先，我们得明白同步I/O和异步I/O的区别。 同步I/O: 你发起一个I/O操作，程序就得老老实实地等着，直到操作完成才能继续往下走。就像你排队买东西，必须等到轮到你，付完钱才能离开。 异步I/O: 你发起一个I/O操作，然后就可以去做别的事情了，系统会在I/O操作完成后通知你，你再回来处理结果。就像你网购，下单后就可以去刷剧了，快递到了会通知你。 用表格来总结一下： 特性 同步I/O 异步I/O 等待方式 阻塞，必须等待完成 非阻塞，可以执行其他任务 效率 较低，浪费CPU时间 较高，提高CPU利用率 编程模型 简单，易于理解 复杂，需要处理回调 系统层面的非阻塞操作 异步I/O的核心在于“系统层面”，也就是说，这个非阻塞不是你自己 …
C++ 异步任务取消机制：手动实现与协作式取消
各位观众，大家好！今天咱们来聊聊C++异步任务取消这档子事儿。这玩意儿听起来高大上，其实就是告诉你的程序：“喂，别忙活了，停下！咱换个活儿干！” 取消异步任务，是个非常现实的需求。想象一下：你打开一个网页，页面开始加载，结果网速慢得像蜗牛爬。你一怒之下点了刷新，或者干脆关了页面。如果程序不知道你已经取消了操作，还在吭哧吭哧地加载，那得多浪费资源啊！ C++标准本身并没有提供直接的、一劳永逸的异步任务取消机制。这就意味着，我们需要自己动手，丰衣足食。咱们今天就来看看两种常见的实现方式：手动实现和协作式取消。 第一种：手动实现，简单粗暴但有效 手动实现，顾名思义，就是你自己用一些标志位、条件变量等工具，来控制异步任务的生命周期。这方法简单直接，但也需要你对代码有足够的掌控力。 #include <iostream> #include <thread> #include <chrono> #include <atomic> // 模拟一个耗时任务 void long_running_task(std::atomic<bool>&am …
C++ `std::shared_future`：多个 Future 共享一个异步结果
好的，没问题！让我们开始这场关于C++ std::shared_future 的技术讲座吧！ 讲座主题：C++ std::shared_future：多个 Future 共享一个异步结果 大家好！欢迎来到今天的C++技术讲座。今天我们要聊的是一个非常有趣且实用的工具：std::shared_future。 想象一下，你是一家快餐店的老板，顾客络绎不绝。每个顾客都想点一份美味的汉堡，而制作汉堡需要一段时间。如果你只有一个厨师（线程），那么每个顾客都必须排队等待，效率非常低。 为了提高效率，你决定雇佣多个服务员（线程），让他们同时为不同的顾客服务。但是，只有一份汉堡制作的配方（异步任务的结果），所有服务员都需要使用这份配方才能制作出正确的汉堡。 std::shared_future 就好比这份汉堡配方，它可以被多个服务员（线程）共享，让他们都能获取到汉堡的制作方法（异步任务的结果）。 什么是 std::future？ 在深入了解 std::shared_future 之前，我们先简单回顾一下 std::future。std::future 是C++中用于获取异步操作结果的机制。它代表着一个 …
C++ 异步编程模式：回调、Future/Promise 与协程对比
C++ 异步编程模式：回调、Future/Promise 与协程对比 (编程专家讲座) 各位观众老爷们，大家好！欢迎来到今天的C++异步编程专场。我是你们的老朋友，一个在代码堆里摸爬滚打多年的老码农。今天咱们不讲虚的，直接上干货，好好聊聊C++里那些让人又爱又恨的异步编程模式：回调、Future/Promise，还有近年来风头正劲的协程。 咱们先说个段子：话说当年，老码农写了个网络请求，结果程序卡死了。老板问他怎么回事，老码农委屈地说：“CPU在等数据回来啊！”老板一拍桌子：“等？等什么等！你不会让它去干点别的吗？” 这个段子说明啥？说明在现代程序设计中，尤其是在高并发、IO密集型的场景下，同步阻塞那一套早就玩不转了。我们需要异步编程，让CPU在等待IO操作完成的时候，还能做其他事情，提高效率，避免程序卡死。 那么，C++提供了哪些异步编程的利器呢？咱们一个一个来扒。 一、回调 (Callbacks): 异步编程的元老 回调，可以说是异步编程的老祖宗了。它的核心思想很简单：你先告诉我，事情办完了之后该找谁（也就是回调函数），我办完事就通知你。 优点： 简单直接： 概念简单，容易理解。 …