C语言非对称协程库-libaco
2025-01-23 16:49:07 
阿炯
libaco是一个用C语言编写的非对称协程库，以其卓越的性能和轻量级的特点为部分开发者所知。在当今的软件开发领域，随着并发编程需求的不断增长，开发者们一直在寻找更高效、更灵活的方式来优化程序性能。libaco就是一个极速的、轻量级的非对称协程库。其设计目标是为了获得最好的协程间上下文切换性能，能够支持高达一千万个协程的同时运行，且仅消耗大约2.8GB的内存，这使得它成为了处理高并发任务的理想选择。libaco的项目代号是Arkenstone，Asymmetric COroutine 和 Arkenstone 是 aco 的名称来源。当前支持Sys V ABI Intel386和Sys V ABI x86-64。采用 ApacheV2.0协议授权。
libaco - A blazing fast and lightweight C asymmetric coroutine library.
特点
1.极速上下文切换
libaco实现了几乎无感的上下文切换速度，低至10纳秒/次。这一特性使得它在高负载环境下仍能保持系统的流畅运行，为那些渴望在资源受限的环境中提供稳定服务的应用提供了强有力的支持。
2.高效的内存使用
libaco拥有极致的内存使用效率，一千万个协程并发执行仅消耗2.8GB的物理内存。这得益于其精心设计的内存管理机制，使得它能够在有限的资源条件下提供高效的服务。
3.轻量级实现
libaco的核心代码不超过700行，但提供了完整的协程功能，包括协程的创建、切换、销毁等操作。这种轻量级的实现方式，不仅使得库本身易于理解和使用，也减少了对系统资源的占用。
4.跨平台支持
libaco支持Intel386和x86-64架构的Sys V ABI。这意味着它可以在多种不同的硬件平台上运行，为开发者提供了更大的灵活性。
libaco以其极速的上下文切换、高效的内存使用、轻量级的实现和跨平台支持等特点，在C语言并发编程领域脱颖而出。无论是用于网络服务器、实时数据处理还是游戏服务器，libaco都能提供出色的性能和稳定性。通过合理使用它，开发者可以构建出高性能、高并发的应用系统，满足各种复杂场景下的需求。简要介绍：
1.除了一个生产级别的C协程库实现，还包含了一个详细的文档描述了如何实现一个 最快且正确 的协程库以及其严格的数学证明；
2.核心实现不超过 700 行代码，但包含了一个协程库应该有的全部功能；
3.在AWS c5d.large机器上的性能测试结果指出，一次协程间上下文切换仅耗时 10 ns （独立执行栈）；
4.用户在创建新的协程时，可以选择其拥有一个独占的执行栈，或者是与其它任意数量的协程一起共享一个执行栈；
5.拥有极致的内存使用效率：一千万个协程并发执行仅消耗2.8GB的物理内存（tcmalloc，每一个协程使用120B的复制栈）。
上面中的"最快"指的是在满足Sys V ABI Intel386或者AMD64约束下最快的上下文切换实现。关于其更多介绍可参考其README_zh。
应用案例
1.网络服务器
libaco可以用于构建高性能的网络服务器。由于其高效的并发处理能力，能够同时处理大量的网络请求，提高服务器的响应速度和吞吐量。例如，结合libuv或nginx等网络服务器框架，可以利用libaco进一步提升并发处理能力。
2.实时数据处理系统
在实时数据处理领域，libaco同样大放异彩。它能够快速地处理大量的数据流，如在Apache Kafka或Redis等系统中，利用libaco可以提高数据处理效率，满足实时性要求。
3.游戏服务器
对于游戏服务器来说，libaco可以提高并发处理能力和响应速度。在游戏的高并发场景下，如多人在线游戏，libaco能够确保服务器的稳定运行，为玩家提供流畅的游戏体验。
安装
首先需要克隆libaco的GitHub仓库：
git clone https://github.com/hnes/libaco.git
然后，进入项目目录并编译：
cd libaco
make
示例代码
以下是一个简单的示例代码，展示了如何使用libaco创建和运行协程：
#include "aco.h"
#include <stdio.h>
void foo(void) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("Coroutine foo: %d\n", i);
aco_yield();
}
}
int main(void) {
aco_thread_init(NULL);
aco_t* main_co = aco_create(NULL, NULL, 0, NULL, NULL);
aco_t* co = aco_create(main_co, NULL, 0, foo, NULL);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
aco_resume(co);
printf("Main: %d\n", i);
}
aco_destroy(co);
aco_destroy(main_co);
return 0;
}
编译并运行示例代码：
gcc -o freeoa freeoa.c -L. -laco
./freeoa
最佳实践
1.单线程使用
为了获得最佳性能，建议在单线程中使用libaco。如果需要在多线程环境中使用，应该为每个线程创建一个独立的libaco实例。
2.避免阻塞操作
在协程中避免执行阻塞操作，以免影响其他协程的执行。
3.合理管理协程生命周期
确保在协程完成任务后及时销毁，避免内存泄漏。
最新版本：1.2
v1.2.4于2018年7月发布。
项目主页：https://libaco.org/
https://github.com/hnes/libaco
libaco - A blazing fast and lightweight C asymmetric coroutine library.
特点
1.极速上下文切换
libaco实现了几乎无感的上下文切换速度，低至10纳秒/次。这一特性使得它在高负载环境下仍能保持系统的流畅运行，为那些渴望在资源受限的环境中提供稳定服务的应用提供了强有力的支持。
2.高效的内存使用
libaco拥有极致的内存使用效率，一千万个协程并发执行仅消耗2.8GB的物理内存。这得益于其精心设计的内存管理机制，使得它能够在有限的资源条件下提供高效的服务。
3.轻量级实现
libaco的核心代码不超过700行，但提供了完整的协程功能，包括协程的创建、切换、销毁等操作。这种轻量级的实现方式，不仅使得库本身易于理解和使用，也减少了对系统资源的占用。
4.跨平台支持
libaco支持Intel386和x86-64架构的Sys V ABI。这意味着它可以在多种不同的硬件平台上运行，为开发者提供了更大的灵活性。
libaco以其极速的上下文切换、高效的内存使用、轻量级的实现和跨平台支持等特点，在C语言并发编程领域脱颖而出。无论是用于网络服务器、实时数据处理还是游戏服务器，libaco都能提供出色的性能和稳定性。通过合理使用它，开发者可以构建出高性能、高并发的应用系统，满足各种复杂场景下的需求。简要介绍：
1.除了一个生产级别的C协程库实现，还包含了一个详细的文档描述了如何实现一个 最快且正确 的协程库以及其严格的数学证明；
2.核心实现不超过 700 行代码，但包含了一个协程库应该有的全部功能；
3.在AWS c5d.large机器上的性能测试结果指出，一次协程间上下文切换仅耗时 10 ns （独立执行栈）；
4.用户在创建新的协程时，可以选择其拥有一个独占的执行栈，或者是与其它任意数量的协程一起共享一个执行栈；
5.拥有极致的内存使用效率：一千万个协程并发执行仅消耗2.8GB的物理内存（tcmalloc，每一个协程使用120B的复制栈）。
上面中的"最快"指的是在满足Sys V ABI Intel386或者AMD64约束下最快的上下文切换实现。关于其更多介绍可参考其README_zh。
应用案例
1.网络服务器
libaco可以用于构建高性能的网络服务器。由于其高效的并发处理能力，能够同时处理大量的网络请求，提高服务器的响应速度和吞吐量。例如，结合libuv或nginx等网络服务器框架，可以利用libaco进一步提升并发处理能力。
2.实时数据处理系统
在实时数据处理领域，libaco同样大放异彩。它能够快速地处理大量的数据流，如在Apache Kafka或Redis等系统中，利用libaco可以提高数据处理效率，满足实时性要求。
3.游戏服务器
对于游戏服务器来说，libaco可以提高并发处理能力和响应速度。在游戏的高并发场景下，如多人在线游戏，libaco能够确保服务器的稳定运行，为玩家提供流畅的游戏体验。
安装
首先需要克隆libaco的GitHub仓库：
git clone https://github.com/hnes/libaco.git
然后，进入项目目录并编译：
cd libaco
make
示例代码
以下是一个简单的示例代码，展示了如何使用libaco创建和运行协程：
#include "aco.h"
#include <stdio.h>
void foo(void) {
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("Coroutine foo: %d\n", i);
aco_yield();
}
}
int main(void) {
aco_thread_init(NULL);
aco_t* main_co = aco_create(NULL, NULL, 0, NULL, NULL);
aco_t* co = aco_create(main_co, NULL, 0, foo, NULL);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
aco_resume(co);
printf("Main: %d\n", i);
}
aco_destroy(co);
aco_destroy(main_co);
return 0;
}
编译并运行示例代码：
gcc -o freeoa freeoa.c -L. -laco
./freeoa
最佳实践
1.单线程使用
为了获得最佳性能，建议在单线程中使用libaco。如果需要在多线程环境中使用，应该为每个线程创建一个独立的libaco实例。
2.避免阻塞操作
在协程中避免执行阻塞操作，以免影响其他协程的执行。
3.合理管理协程生命周期
确保在协程完成任务后及时销毁，避免内存泄漏。
最新版本：1.2
v1.2.4于2018年7月发布。
项目主页：https://libaco.org/
https://github.com/hnes/libaco