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掌握C/C++协程编程，轻松驾驭并发编程世界( 二 )

C++

  • c. 终止：协程执行完毕，释放协程的资源 。当协程函数执行到返回值时，协程会进入终止状态 。
    • 理解协程的基本概念和状态对于编写高效的协程程序至关重要 。接下来，我们将学习如何在linux C/C++编程中使用协程来实现高并发和灵活的任务调度 。
    三、C/C++协程编程实践创建和使用协程a. 协程函数编写
    协程函数是指实际执行协程任务的函数 。在编写协程函数时，需要遵循以下原则：
    • 协程函数通常接受一个指针类型的参数，用于传递数据和状态；
    • 协程函数需要考虑到任务的并发性，避免使用全局变量和非线程安全的函数；
    • 在协程函数中，可以使用yield或其他协程操作来挂起和恢复执行 。
    b. 协程创建
    使用协程库提供的接口创建协程 。在创建协程时，需要指定协程函数、传递给协程函数的参数以及协程的栈大小 。
    例如，在libaco中创建协程的方式如下：
    #include <aco.h>void *co_func(void *arg) {// 协程任务逻辑}int mAIn() {aco_t *co = aco_create(NULL, NULL, 0, co_func, NULL);}c. 协程切换与恢复
    协程的切换和恢复由协程库提供的接口实现 。切换协程时，需要保存当前协程的执行状态，并加载另一个协程的执行状态 。恢复协程时，需要从保存的状态中恢复执行 。例如，在libaco中切换和恢复协程的方式如下：
    例如，在libaco中创建协程的方式如下：
    #include <aco.h>void *co_func(void *arg) {// 协程任务逻辑aco_yield(); // 切换到其他协程}int main() {aco_t *co = aco_create(NULL, NULL, 0, co_func, NULL);aco_resume(co); // 恢复协程执行}d. 协程的结束和清理
    当协程任务执行完毕，协程会进入终止状态 。在协程终止之后，需要对协程的资源进行清理 。例如，在libaco中结束和清理协程的方式如下：
    #include <aco.h>void *co_func(void *arg) {// 协程任务逻辑}int main() {aco_t *co = aco_create(NULL, NULL, 0, co_func, NULL);aco_resume(co);// 协程任务执行完毕，清理协程资源aco_destroy(co);} 
    四、同步和异步协程操作在协程编程中，通常需要处理多个协程之间的同步和异步操作 。同步操作需要等待其他协程完成某个任务，而异步操作则允许协程并发地执行任务 。为了实现同步和异步操作，我们可以使用协程锁、协程信号量和通道等机制 。
    a. 同步协程操作同步协程操作用于实现多个协程之间的协作 。在同步操作中，一个协程需要等待其他协程完成某个任务才能继续执行 。同步协程操作的实现可以使用以下机制：
    • 协程锁（coroutine lock）：协程锁是一种同步原语，用于确保同一时间只有一个协程可以访问共享资源 。协程锁的实现类似于线程锁，但协程锁的等待过程不会阻塞线程 。
    • 协程信号量（coroutine semaphore）：协程信号量是一种计数同步原语，用于限制同时访问共享资源的协程数量 。信号量可以保证一定数量的协程可以同时访问共享资源，其他协程需要等待信号量可用 。
    在libmill中使用协程锁和信号量
    #include <libmill.h>coroutine void co_func(lock *lk, semaphore *sem) {// 获取协程锁lock_acquire(lk);// 执行临界区代码lock_release(lk);// 获取协程信号量sem_acquire(sem);// 访问共享资源sem_release(sem);}int main() {lock lk = lock_make();semaphore sem = sem_make(3);// 创建多个协程并执行go(co_func(lk, sem));go(co_func(lk, sem));go(co_func(lk, sem));// 等待所有协程执行完毕msleep(now() + 1000);}使用libaco协程库实现一个简单的生产者-消费者模型(协程锁和协程条件变量)
    #include <aco.h>#include <queue>#include <mutex>#include <condition_variable>std::queue<int> q;std::mutex mtx;std::condition_variable cv;const int max_queue_size = 10;void* producer(void *arg) {aco_t* this_co = aco_get_co();for (int i = 0; i < 100; ++i) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);cv.wait(lock, [&](){ return q.size() < max_queue_size; });q.push(i);printf("Producer: %dn", i);cv.notify_one();lock.unlock();aco_yield();}return NULL;}void* consumer(void *arg) {aco_t* this_co = aco_get_co();while (true) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);cv.wait(lock, [&](){ return !q.empty(); });int item = q.front();q.pop();printf("Consumer: %dn", item);cv.notify_one();lock.unlock();aco_yield();}return NULL;}int main() {aco_thread_init(NULL);aco_t* main_co = aco_create(NULL, NULL, 0, NULL, NULL);aco_t* producer_co = aco_create(main_co, NULL, 0, producer, NULL);aco_t* consumer_co = aco_create(main_co, NULL, 0, consumer, NULL);for (int i = 0; i < 100; ++i) {aco_resume(producer_co);aco_resume(consumer_co);}aco_destroy(producer_co);aco_destroy(consumer_co);aco_destroy(main_co);return 0;}


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