协程理论认识

笔记取自：

【协程革命】理论篇 https://www.bilibili.com/video/BV1K14y1v7cw

主旨

协程是可以暂停和恢复的函数。

在一个地方暂停后，又在同样的地方恢复。

为什么需要暂停？一些场景

• 等待资源就绪（网络IO）
• UI渲染时处理业务逻辑
• 游戏技能计算，每一帧计算飞行轨迹然后处理其他逻辑

可以归纳为有其他优先级更高的事件发生时，交处执行权。但这不是线程的切换，协程只是一个函数，协程的切换是函数间的切换（可能切换到另一个线程内的协程）。

暂停与恢复

协程暂停了，然后恢复的是哪个协程？

普遍来说，有一个调度器控制协程切换的整个行为，它负责挑选合适的协程进行运行。

一个协程暂停，它可能返回上层调用它的函数，可能直接返回调度器，也可能切换到另一个协程。

• 回到调度器，协程调用链得到保存
• 回到上层调用，比如说python的yield产生一个数据
• 直接恢复其他协程而不通知调用器，这个最危险（对称式协程）

协程与线程

调度器存放了许多被暂停的协程，多线程争抢协程运行。

实现协程

一个协程要做到再恢复，就必须有个地方存上次离开的信息（上下文信息），根据地方的不同，分为有栈协程和无栈协程。

无栈协程对应一个结构体，这个结构体保存了所有协程必要的信息。有栈协程对应了一个2000字节的内存空间，这2000字节的空间可以当作栈使用。

两者优缺点：

• 有栈申请空间浪费，空间大小不好确定。无栈内存紧凑
• 有栈递归快，无栈慢

协程切换为什么比线程快

在用户级线程中，线程由程序通过线程库实现，线程管理由应用负责，线程切换只需要在用户态完成。

1）协程切换完全在用户空间进行，线程切换涉及特权模式切换，需要在内核空间完成；

2）协程切换相比线程切换做的事情更少。

当前协程的 CPU 寄存器状态，称之为CPU上下文

除了和协程相同基本的 CPU 上下文，还有线程私有的栈和寄存器等，说白了就是上下文比协程多一些。