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去年參加一個(gè)技術(shù)評(píng)審，有位同事很興奮地說(shuō)："我把服務(wù)里的線程池全換成了 C++20 協(xié)程，現(xiàn)在能開(kāi)幾萬(wàn)個(gè)協(xié)程并行跑任務(wù)，性能直接起飛。"
我盯著他的代碼看了五分鐘，然后問(wèn)了一句："你這十幾萬(wàn)個(gè)協(xié)程，跑在幾個(gè)線程上？"
他愣了一下："協(xié)程不是自帶調(diào)度嗎？"
問(wèn)題就出在這里。協(xié)程不是線程，它甚至不負(fù)責(zé)并行。
C++20 協(xié)程的核心就三個(gè)關(guān)鍵字：co_await、co_yield、co_return。它們做的事情很簡(jiǎn)單：讓函數(shù)執(zhí)行到一半停下來(lái)，等條件滿足后再?gòu)耐Ｏ碌牡胤嚼^續(xù)。
task<int> fetchData() {
auto conn = co_await connect(); // 暫停，等待連接完成
auto data = co_await conn.read(); // 再暫停，等待數(shù)據(jù)
co_return data;
}
看到?jīng)]有？這里沒(méi)有創(chuàng)建任何線程。co_await 只是告訴編譯器："我先讓出執(zhí)行權(quán)，等這個(gè)異步操作完了再回來(lái)。" 整個(gè)過(guò)程可能完全在同一個(gè)線程里串行發(fā)生。
很多人把協(xié)程叫做"輕量級(jí)線程"或"綠色線程"，這個(gè)類比害人不淺。
std::thread) | ||
|---|---|---|
關(guān)鍵區(qū)別在第三行：線程是真正的并行執(zhí)行單元，協(xié)程不是。
如果你只有一個(gè)線程，即使里面跑著一萬(wàn)個(gè)協(xié)程，任意時(shí)刻也只有一個(gè)協(xié)程在執(zhí)行。它們不會(huì)像線程那樣被 CPU 同時(shí)調(diào)度到不同核上。
協(xié)程解決的不是 "怎么跑得更快"，而是 "怎么在等待 I/O 的時(shí)候不浪費(fèi) CPU"。
想象一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器要處理十萬(wàn)個(gè)連接。如果你用線程，每個(gè)連接一個(gè)線程，內(nèi)核很快就被切換開(kāi)銷打跡了。如果你用協(xié)程，一個(gè)線程里掛上十萬(wàn)個(gè)協(xié)程，某個(gè)協(xié)程在等數(shù)據(jù)庫(kù)返回時(shí)，它主動(dòng)讓出執(zhí)行權(quán)，同一個(gè)線程馬上去執(zhí)行下一個(gè)協(xié)程。
// 同一個(gè)線程里，三個(gè)協(xié)程交替執(zhí)行
auto t1 = handleRequest(conn1); // 執(zhí)行到 co_await 讓出
auto t2 = handleRequest(conn2); // 立刻接手
auto t3 = handleRequest(conn3); // 再接手
這不是并行，是單線程上的多任務(wù)切換。它省的是內(nèi)存和上下文切換開(kāi)銷，不是 CPU 計(jì)算能力。
面試?yán)镞@個(gè)問(wèn)題被問(wèn)得很頻，答錯(cuò)的人大概分三類：
C++20 協(xié)程是一個(gè)強(qiáng)大的工具，但工具的第一原則是用對(duì)地方。它解決的是單線程內(nèi)的高并發(fā)調(diào)度，而不是多核并行計(jì)算。
記住這句話：協(xié)程是函數(shù)的"暫停鍵"，線程是操作系統(tǒng)的"執(zhí)行單位"?；煜诉@兩者，你的架構(gòu)設(shè)計(jì)從第一步就偏了。
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