轻量级的协程实现：利用setjmp和longjmp的方法

后端

2023-06-12 10:32:04

协程：轻量级的线程，开启并发新篇章

在计算机科学的世界中，线程一直是并行计算和异步编程的基石。然而，近来，一种更轻量、更灵活的执行机制悄然兴起——协程。协程，也被称为微线程或用户级线程，为软件开发带来了令人兴奋的新可能性。

协程：线程的轻量级表亲

与传统的线程不同，协程并不是由操作系统管理的。相反，它们存在于应用程序内部，由应用程序控制调度。这种区别使得协程更加轻量，并且与操作系统无关。换句话说，协程的存在对操作系统来说是透明的。

协程的轻量化特性带来了诸多好处。首先，它们极大地减少了上下文切换的开销，因为它们不需要操作系统介入。其次，它们可以轻松地创建和销毁，无需考虑系统资源的限制。最后，它们允许应用程序在同一地址空间内执行多个任务，从而提高了内存利用率和性能。

协程实现：深入探究

实现协程的方法有多种。其中一种常见的方法是利用C语言中的setjmp和longjmp函数。setjmp用于保存当前程序的执行环境，而longjmp用于跳转到之前保存的执行环境。

利用setjmp和longjmp实现协程的步骤如下：

创建协程函数： 编写一个函数，即协程函数，它包含需要并发执行的代码。
保存当前环境： 在协程函数中，使用setjmp函数保存当前程序的执行环境。
跳转到先前环境： 在适当的时候，使用longjmp函数跳转到之前保存的执行环境，从而恢复协程的执行。
从主函数调用协程： 在主函数中，调用协程函数启动并发执行。

协程示例：协程在行动

为了更好地理解协程的运作方式，让我们来看一个示例：

#include <stdio.h>
#include <setjmp.h>

jmp_buf env;

void coroutine() {
  int i;
  for (i = 0; i < 10; i++) {
    printf("Coroutine: %d\n", i);
    if (i == 5) {
      longjmp(env, 1);
    }
  }
}

int main() {
  if (setjmp(env) == 0) {
    coroutine();
  } else {
    printf("Main: Coroutine returned\n");
  }

  return 0;
}