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【node學(xué)習(xí)】協(xié)程

UCloud / 901人閱讀

摘要：協(xié)程要理解就必須知道一個概念，那就是協(xié)程。基本概念協(xié)程，又成為微線程。但是卻有著很大的區(qū)別協(xié)程是一個線程執(zhí)行。不需要多線程的鎖機(jī)制。這也說明協(xié)程的執(zhí)行效率很高一些。

協(xié)程

要理解generator就必須知道一個概念，那就是協(xié)程。

1. 基本概念

協(xié)程，又成為微線程（coroutine）。

進(jìn)程(process) vs 線程(thread)

我們都知道在操作系統(tǒng)級別上有兩個重要的概念(也是實體):進(jìn)程(process)和線程(thread)，這兩個東西是用于操作系統(tǒng)模擬并行的，在單個CPU上，os通過調(diào)度算法，讓CPU輪流執(zhí)行線程或者進(jìn)程，來達(dá)到程序的并發(fā)執(zhí)行。

那么協(xié)程又是什么？首先要明確的是，協(xié)程是編譯器級別的，而并非線程和進(jìn)程一樣是操作系統(tǒng)級別的。協(xié)程的實現(xiàn)，通過是對某個語言做相應(yīng)的提議，然后通過后成編譯器標(biāo)準(zhǔn)，然后編譯廠商來實現(xiàn)該機(jī)制。

2. 作用

協(xié)程的作用是什么？

簡單來說，就是實現(xiàn)函數(shù)的分段式執(zhí)行。就是一個函數(shù)的執(zhí)行可以主動放棄CPU的控制權(quán)，先掛起，讓其他的函數(shù)先執(zhí)行，然后在返回，從上次執(zhí)行結(jié)束的地方繼續(xù)執(zhí)行。

這樣看起來很像是多線程輪流執(zhí)行。但是卻有著很大的區(qū)別：協(xié)程是一個線程執(zhí)行。

因為是一個線程執(zhí)行，所以不存在線程的切換，而是由程序自身控制，也就不存在所謂的線程切換的開銷。

不需要多線程的鎖機(jī)制。因為只有一個線程，也就不存在同時寫變量的沖突。在協(xié)程中控制共享資源不加鎖，只需要判斷狀態(tài)就好了。這也說明協(xié)程的執(zhí)行效率很高一些。

舉個生產(chǎn)者消費(fèi)者模型基于搶占式多線程編程的實現(xiàn)（偽代碼）

// 資源，隊列容器
var q = [];

// 消費(fèi)者進(jìn)程
loop(); // 循環(huán)等待
lock(q); // 加鎖
var item = getResourceFrom(q); // 獲取資源
unlock(q); // 操作結(jié)束，資源解鎖
operatingResource(item);
sleep;

// 生成者線程
loop(); // 循環(huán)等待
var item = createResource(p); // 生產(chǎn)資源
lock(q); // 加鎖
q.push(item); // 寫入資源
unlock(q); // 解鎖

可以看到，以上的代碼中有兩個特點(diǎn)

對資源操作需要進(jìn)行加鎖和解鎖的操作。（保證線程安全）

消費(fèi)者線程必須通過sleep，讓出CPU，用于執(zhí)行生產(chǎn)者線程使用。

那么如果是協(xié)程的編程模式，就簡單地多。

var q = [];
var count = 0;

// 消費(fèi)者
function *consumer() {
    while (true){
       var item = yield producer();
       console.log(item); 
    }
}

// 生產(chǎn)者
function producer() {
    q.push(count++);
}

function main () {
    const consumerGen = consumer();
    // 我們可以通過代碼來控制其交替執(zhí)行

    // 執(zhí)行到獲取item之前，放棄執(zhí)行權(quán)，先執(zhí)行producer(),
    consumerGen.next();
    // 之后可以獲取item，然后再放棄執(zhí)行權(quán)，執(zhí)行producer，一直循環(huán)
    consumerGen.next(q.shift()); // 0
    consumerGen.next(q.shift()); // 1
    consumerGen.next(q.shift()); // 2
    consumerGen.next(q.shift()); // 3
    consumerGen.next(q.shift()); // 4
    consumerGen.next(q.shift()); // 5
}

main();
最后說幾句

好久在這上面寫博客了，最近一直忙于畢業(yè)設(shè)計和學(xué)習(xí)node。

參考

協(xié)程-廖雪峰

C++ 協(xié)程與網(wǎng)絡(luò)編程

談?wù)剠f(xié)程和C語言的協(xié)程

協(xié)程（Coroutine）并不是真正的多線程

協(xié)程（一）原理

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