C/C++协程学习笔记丨C/C++实现协程及原理分析视频( 六 ) 协程

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co_poll 实际是对函数 co_poll_inner 的封装。我们将 co_epoll_inner 函数的结构分为上下两半段。在上半段中，调用 co_poll 的协程 CC 将其需要监听的句柄数组 fds 都加入到 Epoll 管理中，并通过函数 co_yield_env 让出 CPU；当 main 协程的事件循环 co_eventloop 中触发了 CC 对应的监听事件时，会恢复 CC的执行。此时， CC 将开始执行下半段，即将上半段添加的句柄 fds 从 epoll 中移除，清理残留的数据结构，下面的流程图简要说明了控制流的转移过程：
文章插图
有了上面的基本概念，我们来看具体的实现细节。 co_poll 首先在内部将传入的文件句柄数组 fds 转化为数据结构 stPoll_t ，这一步主要是为了方便后续处理。该结构记录了 iEpollFd ， ndfs ， fds 数组，以及该协程需要执行的函数和参数。有两点需要说明的是：

对于每一个 fd ，为其申请一个 stPollItem_t 来管理对应 Epoll 事件以及记录回调参数。 libco 在此做了一个小的优化，对于长度小于 2 的 fds 数组，直接在栈上定义相应的 stPollItem_t 数组，否则从堆中申请内存。这也是一种比较常见的优化，毕竟从堆中申请内存比较耗时；
函数指针 OnPollProcessEvent 封装了协程的切换过程。当传入指定的 stPollItem_t 结构时，即可唤醒对应于该结构的 coroutine ，将控制权交由其执行；

co_poll 的第二步，也是最关键的一步，就是将 fd 数组全部加入到 Epoll 中进行监听。协程 CC 会将每一个 epoll_event 的 data.ptr 域设置为对应的 stPollItem_t 结构。这样当事件触发时，可以直接从对应的 ptr中取出 stPollItem_t 结构，然后唤醒指定协程。
如果本次操作提供了 Timeout 参数， co_poll 还会将协程 CC 本次操作对应的 stPoll_t 加入到定时器队列中。这表明在 Timeout 定时触发之后，也会唤醒协程 CC 的执行。当整个上半段都完成后， co_poll 立即调用 co_yield_env 让出 CPU ，执行流程跳转回到 main 协程中。
从上面的流程图中也可以看出，当执行流程再次跳回时，表明协程 CC 添加的读写等监听事件已经触发，即可以执行相应的读写操作了。此时 CC 首先将其在上半段中添加的监听事件从 Epoll 中删除，清理残留的数据结构，然后调用读写逻辑。
定时器实现
协程 CC 在将一组 fds 加入 Epoll 的同时，还能为其设置一个超时时间。在超时时间到期时，也会再次唤醒 CC 来执行。 libco 使用 Timing-Wheel 来实现定时器。关于 Timing-Wheel 算法，可以参考，其优势是 O(1) 的插入和删除复杂度，缺点是只有有限的长度，在某些场合下不能满足需求。

文章插图
回过去看 stCoEpoll_t 结构，其中 *pTimeout 代表时间轮，通过函数 AllocateTimeout 初始化为一个固定大小（60 * 1000）的数组。根据 Timing-Wheel 的特性可知， libco 只支持最大 60s 的定时事件。而实际上，在添加定时器时， libco 要求定时时间不超过 40s 。成员 pstTimeoutList 记录在 co_eventloop 中发生超时的事件，而 pstActiveList 记录当前活跃的事件，包括超时事件。这两个结构都将在 co_eventloop 中进行处理。
下面我们简要分析一下加入定时器的实现：
int AddTimeout( stTimeout_t *apTimeout, stTimeoutItem_t *apItem,
unsigned long long allNow )
{
if( apTimeout->ullStart == 0 ) // 初始化时间轮的基准时间
{
apTimeout->ullStart = allNow;