boost::coroutine2 vs CoroutineTS答案

【问题标题】：boost::coroutine2 vs CoroutineTSboost::coroutine2 vs CoroutineTS
【发布时间】：2019-07-31 08:51:51
【问题描述】：

Boost::Coroutine2 和 CoroutineTS(C++20) 是 C++ 中流行的协程实现。两者都暂停和恢复，但两种实现遵循完全不同的方法。

CoroutineTS(C++20)

generator<int> Generate()
{
   co_yield;
});

boost::coroutine2

pull_type source([](push_type& sink)
{
   sink();
});

是否有任何我应该只选择其中一个的特定用例？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

主要的技术区别是您是否希望能够从嵌套调用中产生。使用无堆栈协程无法做到这一点。

另外需要考虑的是，堆栈式协程有自己的堆栈和上下文（例如信号掩码、堆栈指针、CPU 寄存器等），因此它们比无堆栈式协程具有更大的内存占用。这可能是一个问题，尤其是当您的系统资源受限或同时存在大量协程时。

我不知道它们在现实世界中如何比较性能，但总的来说，无堆栈协程更有效，因为它们的开销更少（无堆栈任务切换不必交换堆栈、存储/加载寄存器和恢复信号掩码等）。

有关最小无堆栈协程实现的示例，请参阅使用 Duff's Device 的 Simon Tatham's coroutines。很直观，它们尽可能高效。

另外，this question 有很好的答案，更详细地介绍了堆栈和无堆栈协程之间的区别。

如何从无堆栈协程中的嵌套调用中产生？ 尽管我说不可能，但这并不是 100% 正确的：您可以使用（至少两个）技巧来实现这一点，每个技巧都有一些缺点：首先，您必须将每个应该能够产生调用协程的调用也转换为协程。现在，有两种方法：

蹦床方法：您只需在循环中从父协程调用子协程，直到它返回。每次你通知子协程，如果它没有完成，你也会让调用协程。请注意，这种方法禁止直接调用子协程，您始终必须调用最外层的协程，然后必须重新进入整个调用堆栈。对于嵌套深度 n，它的调用和返回复杂度为 O(n)。如果你在等待一个事件，事件只需要通知最外层的协程。
父链接方法：你将父协程地址传递给子协程，让父协程，子协程完成后手动恢复父协程。请注意，这种方法禁止直接调用除最内层协程之外的任何协程。这种方法的调用和返回复杂度为 O(1)，因此通常更可取。缺点是你必须在某处手动注册最里面的协程，以便下一个想要恢复外部协程的事件知道直接针对哪个内部协程。

注意：调用和返回复杂度是指通知协程恢复时所采取的步骤数，以及通知协程返回后所采取的步骤再次调用通知器。

【讨论】：

如果我想从嵌套调用中产生，那么我必须使用 boost::coroutine2 进行堆叠。如果我创建了数千个协程，它将占用大量内存。 boost::coroutine2 有什么替代方案吗？或者是否有任何有效的堆栈分配方法可以与 boost::coroutine2 一起使用？
@NisalDilshan 我对 boost::coroutine2 了解不多，我从未使用过它。但是，我用一个可以使用无堆栈协程模拟堆栈的解决方案更新了我的答案，它应该（对于合理的嵌套深度）比堆栈协程更节省内存。
你知道堆栈式协程的堆栈大小吗？我们是否需要分配一个等于线程堆栈大小的大小？ (stackoverflow.com/questions/55137871/…)
@NisalDilshan stack_traits::default_size() 函数应该是您正在寻找的。这是默认分配的堆栈大小。您当然可以使用具有不同堆栈大小的自定义堆栈分配器。