c coroutine
今天看了下云风写的关于 c coroutine博客 (代码), 发现 coroutine 实现原理其实还比较简单，就用户态栈切换，只需要几十行汇编，特别轻量级。
具体实现
1. 创建一个coroutine： 也就是创建一块连续内存，用于存放栈空间，并设置好入口函数所需要的寄存器
makecontext glibc c语言实现
2. resume coroutine: push保存当前执行上下文的寄存器到栈上，修改%rsp寄存器， jmp 到指定coroutine 执行指令位置，pop 恢复寄存器，开始执行
swapcontext glibc 汇编实现
3. yield coroutine： 同resume
栈切换涉及寄存器操作，得用汇编实现， x86 8个通用寄存器，x64 16个，通过push 保存到栈，pop 恢复到寄存器；比较重要寄存器%rsp 栈顶指针，%rip 指令指针不能直接操作，通过call、jmp 跳转新的Code执行位置。
在64汇编中，并不需要对16个寄存器都备份，其中%rax作为返回值、%r10 %r11 被调用方使用前会自己备份.
参考： X86-64寄存器和栈帧
X86-64寄存器的变化，不仅体现在位数上，更加体现在寄存器数量上。新增加寄存器%r8到%r15。加上x86的原有8个，一共16个寄存器。
刚刚说到，寄存器集成在CPU上，存取速度比存储器快好几个数量级，寄存器多了，GCC就可以更多的使用寄存器，替换之前的存储器堆栈使用，从而大大提升性能。
让寄存器为己所用，就得了解它们的用途，这些用途都涉及函数调用，X86-64有16个64位寄存器，分别是：%rax，%rbx，%rcx，%rdx，%esi，%edi，%rbp，%rsp，%r8，%r9，%r10，%r11，%r12，%r13，%r14，%r15。其中：
- %rax 作为函数返回值使用。
- %rsp 栈指针寄存器，指向栈顶
- %rdi，%rsi，%rdx，%rcx，%r8，%r9 用作函数参数，依次对应第1参数，第2参数。。。
- %rbx，%rbp，%r12，%r13，%14，%15 用作数据存储，遵循被调用者使用规则，简单说就是随便用，调用子函数之前要备份它，以防他被修改
- %r10，%r11 用作数据存储，遵循调用者使用规则，简单说就是使用之前要先保存原值
测试环境：R620 E5-2620 2.4G
测试次数：1kw 次yeild操作
结果：
time ./main real 0m7.886s user 0m4.408s sys 0m3.447s
分析：
微信libco协程库
ssize_t read( int fd, void *buf, size_t nbyte ) { ....... int timeout = ( lp->read_timeout.tv_sec * 1000 ) + ( lp->read_timeout.tv_usec / 1000 ); struct pollfd pf = { 0 }; pf.fd = fd; pf.events = ( POLLIN | POLLERR | POLLHUP ); int pollret = poll( &pf,1,timeout ); // 此处上下文将yeild， 切换到到epoll_wait 直到fd可读，当前协程才会被重新resume ssize_t readret = g_sys_read_func( fd,(char*)buf ,nbyte ); // read系统调用 if( readret < 0 ) { co_log_err("CO_ERR: read fd %d ret %ld errno %d poll ret %d timeout %d", } return readret; } int poll(struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout) { ...... return co_poll( co_get_epoll_ct(),fds,nfds,timeout ); } int co_poll( stCoEpoll_t *ctx,struct pollfd fds[], nfds_t nfds, int timeout ) { .... for(nfds_t i=0;i<nfds;i++) { arg.pPollItems[i].pSelf = fds + i; arg.pPollItems[i].pPoll = &arg; arg.pPollItems[i].pfnPrepare = OnPollPreparePfn; struct epoll_event &ev = arg.pPollItems[i].stEvent; if( fds[i].fd > -1 ) { ev.data.ptr = arg.pPollItems + i; ev.events = PollEvent2Epoll( fds[i].events ); epoll_ctl( epfd,EPOLL_CTL_ADD, fds[i].fd, &ev ); // 添加epoll监听事件 } //if fail,the timeout would work } co_yield_env( co_get_curr_thread_env() ); // yiled 协程，将被切换到epoll_wait .... } void co_eventloop( stCoEpoll_t *ctx,pfn_co_eventloop_t pfn,void *arg ) { epoll_event *result = (epoll_event*)calloc(1, sizeof(epoll_event) * stCoEpoll_t::_EPOLL_SIZE ); for(;;) { int ret = epoll_wait( ctx->iEpollFd,result,stCoEpoll_t::_EPOLL_SIZE, 1 ); // 超时时间1ms，而不是一直等待，方便做send timeout 处理 .... // resume 收到数据fd所在coroutine }
总体上，让accept、read、write 等操作网络IO操作，用同步方式来写但实际以NIO方式执行，不阻塞线程，减少代码量同时逻辑更清晰。
其他语言
Java： 以前公司rpc有通过JavaFlow实现，但没有正式用，貌似有性能和其他一些问题；虚机语言线程上下文较为复杂，不像c那么简单切换栈。
C#： IEnumerator不怎么完善版本后，4.5 使用语法糖 await 编译器技巧实现类似效果。
Erlang： 原生进程模型就是coroutine，相比上面实现就是玩具；多线程、跨线程任务迁移、私有堆和栈、线程相关内存分配器、消息箱、公平调度等。Erlang 进程栈因为解释执行，栈空间不是由CPU自动管理，不需要连续的，可以动态扩展，没上限可递归到OOM。
Golang：goroutine Erlang的低配版，够用也实用；可惜没有分布式支持，但关键golang执行性能比Erlang高至少一个数量级。
