C++的协程库(Libco/Fibers):实现用户态线程调度与上下文切换

C++协程库:用户态线程调度与上下文切换 大家好,今天我们来深入探讨C++中的协程库,特别是Libco和Fibers这类实现用户态线程调度和上下文切换的机制。在多线程编程中,操作系统内核负责线程的创建、调度和管理,这涉及到频繁的内核态/用户态切换,开销较大。协程则是一种用户态的线程,它允许我们在单个线程中并发执行多个任务,避免了内核态切换的开销,提高了并发性能。 1. 协程的本质:用户态的并发 协程,也称为轻量级线程或纤程,其核心思想是在用户空间模拟多线程并发。与操作系统线程不同,协程的调度和上下文切换完全由用户代码控制,不需要内核的参与。这意味着: 更低的开销: 避免了内核态/用户态切换,降低了上下文切换的成本。 更高的并发度: 可以在单个操作系统线程中运行大量的协程,提高并发处理能力。 更灵活的调度: 开发者可以根据应用场景自定义协程的调度策略。 2. 上下文切换:协程的核心机制 协程能够并发执行的关键在于上下文切换。上下文是指协程执行所需的所有状态信息,包括: 寄存器状态: CPU寄存器的值,如程序计数器(PC)、栈指针(SP)等。 栈: 用于存储局部变量、函数调用信息等。 协程 …