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1. 基于 c++ executions的异步实现 - 从理论到实践

故事的开篇是笔者参与开发的一款自研引擎的底层 C++ 框架, 恰逢其时, 包含 stackless coroutine 特性的 C++20 已经发布并得到了几大主流 C++ 编译器的支持, 所以我们框架的异步模块实现也很自然的基于 stackless coroutine 的特性实现了一版工作在单一线程上的协程调度器, 对于一些依赖多次串行的异步操作来完成的业务逻辑来说, 这种机制确实带来了很大的便利, 你可以以非常线性的方式来对这种类型的业务逻辑进行实现了. 但美好总是短暂的, 很快我们就碰到了大量多线程相关的异步逻辑使用场景, 如FrameGraph里的DAG实现等, 完全依托Lambda Post机制, 肯定也是可以写的, 但相关的复杂度并不低, 这种情况下, 团队成员就开始考虑能否借助协程, 来简化相关代码的复杂度了. 这种情况下, 我们开始考虑以单线程版本的协程调度器实现作为基础, 尝试结合比较新的 C++ 异步思路, 来重新思考应该如何实现一个支持多线程, 尽量利用 C++ 新特性, 同时业务层简单易用的异步框架了. 问题的一部分答案我们其实在 <<从无栈协程到C++异步框架>>系列文章中给出了部分答案, 最后我们通过结合 ASIO 的调度器与 stackless coroutine, 以及来自 taskflow 的思路解决DAG相关的描述问题, 很大程度上已经解决了上面的问题. 但更未来向的 executions 在框架中的位置和标准化之后如何更好的利用它来进一步支持上对异步的结构化表达, 以及它与前面的Lambda Post, 多线程协程的区别和它的适用场景, 都是一个未来需要比较好的去回答的一个问题, 这也是本文主要想去探索解决的问题. 从本文最初成文(大概是2022年5月, 发布于公司内部KM和purecpp)到这次重新整理整个系列(2023年9月), 整个尝试的过程只能说一波三折, 并不是非常顺利了, 当然, 随着对相关实现的深入理解和细节的深挖, 收益也是颇多的. 闲话不多说了, 我们直接切入主题, 以笔者项目中对异步的实践和相关的思考来展开这篇总览的内容.

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libcopp对C++20协程的接入和接口设计

最近开的坑有点多。有点忙不过来了所以好久没写Blog了。这个C++20的协程接入一直在改造计划中,但是一直没抽出时间来正式实施。 在之前,我写过一个初版的C++20协程接入 《libcopp接入C++20 Coroutine和一些过渡期的设计》 。当时主要是考虑到 Rust也有和C++类似的历史包袱问题,所以参考了一些Rust协程改造过程中的设计。 但是后来尝试在项目中使用的时候发现还是有一些问题。首先C++20的协程并不是零开销抽象,所以强行用Rust的模式反而带来了一定开销和理解上的难度。其次原先的设计中 generator 是按类型去实现外部接入的。但是实际接入SDK的过程中我们有相当一部分类型相同但是接入流程不同的情况,再加上现在各大编译器也都已经让C++20协程的特性脱离 experimental 阶段了,有一些细节有所变化。所以干脆根据我们实际的使用场景,重新设计了下组织结构。

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