协程

所有的代码就是⽤线程来执⾏的,⽐如有⼀段线程执⾏的时间⽚,有起点 A 和终点 B,执⾏⼀段 Logic ⽤户代码,执⾏到某点时需要做系统调⽤,做系统调⽤的时候就会在这⼀点阻塞,然后执⾏序就进⼊系统内核状态,⽤户线程就会在这地⽅ Block,剩下来的时间⽚就交给系统内核去执⾏了。

假如⽤户线程被阻塞住的时候,系统调⽤不使⽤剩下来的时间⽚,⽽把系统调⽤变成操作系统内核的异步调⽤,那么它所使⽤的时间⽚实际上是操作系统内部的⼀些时间⽚,后⾯⼀段⽤户线程的时间⽚就被空出来了,空出来的话阻塞那这个时间⽚⽩⽩浪费掉了,为什么⽩⽩浪费掉了?第⼀种可能就是看使⽤什么样的阻塞⽅式,⼀种⽅式阻塞在那⼀直等⼀直等什么都不干,另外⼀种操作系统觉得剩下来时间⽚拿⾛交给别的程序或者线程去执⾏,对于我们进程执⾏来说这很显然就是性能损失。

所以能不能有这样的⼀种模式,当程序执⾏线程A执⾏到⼀点的时候被阻塞了,然后发⽣⼀次系统调⽤,让
这个系统调⽤异步执⾏,剩下来的时间⽚不打算交回去,完成⼀次调度把这段时间⽚交给线程B执⾏,当系
统调⽤完成的时候有很多机制实现唤醒,⽐如说select、epoll这样的⼀些机制,唤醒把结果返还给A。这样的话可以在同⼀个线程执⾏并发多个任务,这些并发任务实际上是在⽤户态完成的和操作系统⽆关

概念

利⽤异步机制利⽤⾃⼰在⽤户态实现这种调度机制把阻塞的那段时间抢回来⽤来执⾏其他的任务,当 B 任务执⾏结束的时候下次再执⾏的时候去会检查epoll返回的事件,然后把A的结果返还给A,这样⼀来我们在⽤户空间实现多任务的调度⽽多任务调度是发⽣在⼀个线程上的,我们把这种机制称之为协程.

因为操作系统调度以系统线程为单位的,但是我们在操作系统以外⽤户空间再实现⼀次调度,它每次浪费的时间⽚都捡回来尽可能去执⾏我们的代码,我们可以把这种机制称之为协程,就是它⽐线程粒度更⼩,因为它实际在线程上把线程的时间⽚划分成多个块在线程上再去执⾏多个任务,但是协程很显然是串⾏的它不是真正意义上的并⾏,实际上是执⾏A任务当A任务阻塞的时候然后唤醒B任务,B任务完了以后可能做⼀次检查看 A 的结果回没回来,很显然它这种切换来实现多任务并发,协程本质是串⾏的

原理

他和线程的原理是一样的,当a线程切换到b线程的时候,需要将a线程的相关执行进度压入栈,然后将b线程的执行进度出栈,进入b的执行序列。协程只不过是在应用成实现这一点。

协程是基于线程的。内部实现上,维护了一组数据结构和n个线程,真正的执行还是线程,协程执行的代码被扔进一个待执行队列中,有这n个线程从队列中拉出来执行。这就解决了协程的执行问题。那么协程是怎么切换的呢?答案是:golang对各种io函数进行了封装,这些封装的函数提供给应用程序使用,而其内部调用了操作系统的异步io函数,当这些异步函数返回busy或bloking时,golang利用这个时机将现有的执行序列压栈,让线程去拉另外一个协程的代码来执行,基本原理就是这样,利用并封装了操作系统的异步函数。包括linux的epoll,select和windows的iocp,event等。

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