[转]ASIO 与协程

蔡万钊

转贴自  http://microcai.org/2013/04/22/asio-statemachine.html

前段时间看了 ASIO 爸爸关于ASIO的一个演讲. ASIO 爸爸说, ASIO 的设计理念就是作为一个 toolkit 而不是一个框架. ASIO并不强迫你使用某种编程模型. 它只是提供一系列的函数和类帮你更容易的编程.

ASIO 的设计思想其实和 GLIB 的 g_main_loop 非常像. 但是 C++ 因为有模板, 所以能更好的实现. 使用 g_main_loop 的时候, 我不记得我写了多少 void 到 struct 的转化了. 这就是 C 的弊病. 因为缺少模板,所以回调必须严格符合函数签名. 但是库作者永远想不到用户还需要什么样的参数. 于是void就是最好的解决办法了.

但是因为 C++ 有模板,所以放松了对函数签名的要求. 不符合 ASIO 回调函数签名要求的,都可以使用 bind 绑定以符合签名要求. 这就为库的使用者带来了巨大的灵活性的同时仍然保持极佳的易用性.

C++的另一个强大优势即是函数对象(bind的结果就是一个函数对象). 通过函数对象, 使得一些状态可以保存到成员变量中, 这样就给了我们一个不需要栈就实现的一个协程. 协程本质上是一个拥有多重入口和多重出口的函数. 每次调用都将从上一次退出的地方继续执行. 如果没有成员变量, 所有的变量都将保持于栈上, 这就要求协程的实现必定带来栈切换. 而栈的要求就导致协程必须有额外的创建和撤销动作. 这都给协程的实际使用造成了限制.

C++的函数对象, 既可以像普通函数那样调用, 又可以像通常的对象那样携带成员变量. 因此通过将变量置于对象而不是栈上, C++就可以实现无栈协程. 无栈协程的开销不过就是一个函数对象, 而无需一次性分配一个巨大的内存用于栈. 通常一个栈实现的协程,需要分配一个 1MB~10MB 的内存用于栈. 而无栈协程所使用的对象,不过就只是一个函数对象,通常大小不过几个字节到几百字节. 因此无栈协程允许创建大量的协程,而无需当心内存开销.

ASIO 爸爸即创造性的提出了无栈协程的概念, 然后将它用于实践中.

使用无栈协程, 伴随的ASIO的另一个重要用法: 复合回调函数. 将多个回调函数复合为一个. 多个ASIO操作使用同一个回调函数进行处理. 然后使用 Duff's Device 的方法自动构建状态机. 每次调用自动的从上一次退出的地方继续执行.

由于 ASIO 对于回调函数是执行的拷贝操作,因此用于 ASIO 协程的函数对象必须是可拷贝的. 实现这个其实也非常轻松, 即对于不能拷贝的成员变量使用 shared_ptr 封装即可.

每次使用 yield 发起异步操作的时候, 记住, 当前的对象会在退出函数的时候撤销. 但是于此同时, ASIO 也获得了对象的一份拷贝. 用于下次回调. 这个特性有时候可以被利用, 用于实现非常复杂的逻辑. avbot 的 RPC 实现即利用了这个特性. 将复杂的逻辑使用寥寥数行代码轻松实现.

wlmqgzm

还是Fiberized.IO开源比较实在， 另外， 技术上， windoze的Boost水平很高， 模板用的很顺， 可能未来发展潜力更大一些

蔡万钊

回复 55# yulihua49


    你要真心开源就放到 github 上。

yulihua49

蔡万钊 发表于 2015-03-25 20:00
佛祖说，我的经书开源的，欢迎来西天取经。。。。。

别忘了带上孙悟空。

蔡万钊

yulihua49 发表于 2015-03-25 10:07
协程和ASIO，叫好不叫座，原因是太复杂了。它的复杂度，不在于有多大的代码量。实际上最终的代码并不多， ...

佛祖说，我的经书开源的，欢迎来西天取经。。。。。

yulihua49

末日战狂 发表于 2015-03-23 17:57
好帖  顶一下

协程和ASIO，叫好不叫座，原因是太复杂了。它的复杂度，不在于有多大的代码量。实际上最终的代码并不多，但是在处理各种资源的切换交接中遇到太多事先预计不到的情况，一些BUG的可重现度很差，很隐蔽。流程也不是线性的，跳来跳去的，在跳的过程中发生了什么，很多要凭想象。这就决定了相关软件要有一个比较长的成熟期。
我从开始开发到比较成熟，经历4个月。任何一个具体的应用，很难想象能够允许你用这么长的时间去搞定一个底层机制。
所以只能使用成熟的框架。
windoze的fiberizedIO不错，我这个也开源，在SDBC技术群，欢迎来群里下载源码。

末日战狂

好帖  顶一下

windoze

回复 50# yulihua49

64位系统你操这个心干嘛，爱多大多大，反正地址空间也用不完。

yulihua49

yulihua49 发表于 2015-03-19 13:48
栈分配改mmap了，看起来还好。

                        task->uc.uc_stack.ss_sp=mmap(0, use_stack_ ...

进行了压力测试，800个TCB 后台为DB2数据库：
PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND
5976 db2sdbc   20   0  486m  26m  14m S 16.5  0.3   0:04.81 tpoolsrv

2线程2数据库连接。

内存占用仅26m。稳定。
我不明白VIRT为什么那么大。

yulihua49

windoze 发表于 2015-03-19 11:09
回复 46# yulihua49

难道不是munmap？

栈分配改mmap了，看起来还好。

                        task->uc.uc_stack.ss_sp=mmap(0, use_stack_size,
                                        PROT_READ | PROT_WRITE | PROT_EXEC,
                                        MAP_PRIVATE | MAP_ANON | MAP_GROWSDOWN, -1, 0);//定义向下增长
                        if(task->uc.uc_stack.ss_sp==MAP_FAILED) {
                                task->uc.uc_stack.ss_sp=NULL;
                                do_work(task->sv.TCB_no); //进行你的服务,不使用AIO
                                continue;
                        }

框架设计，协程和AIO都是透明的，如果条件不具备，就偷偷改线程和SIO。反正你的服务必须完成。