Windows原生支持Fiber,Linux可通过ucontext实现用户态协作式多任务调度,提升单线程并发效率。

在C++中使用Fiber(纤程)实现轻量级并发,本质上是通过用户态的协作式多任务调度来提升程序效率。Fiber允许你在单个线程内手动控制执行流的切换,避免操作系统线程切换的开销。Windows平台原生支持Fiber,而Linux可通过模拟类似行为。
理解Fiber与线程的区别
Fiber运行在用户态,由程序员主动调度,不依赖内核调度器。每个线程只能同时执行一个Fiber,但可拥有多个Fiber并手动切换上下文。
线程由操作系统调度,抢占式,开销大Fiber由用户代码调度,协作式,切换快Fiber适合高并发I/O或大量短任务场景
Windows平台下的Fiber使用方法
Windows提供了ConvertThreadToFiber、CreateFiber和SwitchToFiber等API。
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
1. 将当前线程转为Fiber主上下文:
void* mainFiber = ConvertThreadToFiber(nullptr);
2. 创建新Fiber:
void FiberFunc(void* param) { printf("Running in fibern"); SwitchToFiber(mainFiber); // 切回主线程上下文}void* fiber = CreateFiber(0, FiberFunc, nullptr);
3. 切换执行流:
SwitchToFiber(fiber); // 跳转到fiber执行// 控制权交还后继续执行后续代码
4. 清理资源:
DeleteFiber(fiber);ConvertFiberToThread(); // 可选
跨平台模拟:使用ucontext(Linux/Unix)
Linux没有原生Fiber支持,但可用中的getcontext / setcontext / swapcontext / makecontext模拟。
示例代码片段:
#includeucontext_t ctx_main, ctx_fiber;char fiber_stack[8192];
void fiber_func() {printf("In fibern");swapcontext(&ctx_fiber, &ctx_main); // 切回主上下文}
// 初始化getcontext(&ctx_fiber);ctx_fiber.uc_stack.ss_sp = fiber_stack;ctx_fiber.uc_stack.ss_size = sizeof(fiber_stack);ctx_fiber.uc_link = &ctx_main;makecontext(&ctx_fiber, fiber_func, 0);
// 切入fiberswapcontext(&ctx_main, &ctx_fiber);
构建简单的协程调度器
可以封装Fiber或ucontext为Task类,并用队列管理待执行任务。
基本思路:
定义Task结构体,保存上下文和状态维护就绪队列,每次从队列取任务执行任务主动yield时,保存上下文并重新入队遇到阻塞操作时切换,提高CPU利用率
简单调度逻辑:
std::queue ready_queue;void yield() {// 当前任务放回队尾ready_queue.push(current_task);// 切换到下一个任务swapcontext(¤t->ctx, &next->ctx);}
这种模型适用于网络服务器、游戏逻辑更新等需大量并发但非计算密集的场景。
基本上就这些。Fiber的核心价值在于减少上下文切换成本,配合事件循环能实现高效的单线程并发。注意它不是万能替代线程的方案——阻塞系统调用会卡住整个线程上的所有Fiber。合理使用,才能发挥其优势。
以上就是c++++怎么使用Fiber实现轻量级并发_c++协程式任务切换与用户态调度的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
发布者:程序猿,转转请注明出处:https://www.chuangxiangniao.com/p/1484639.html
微信扫一扫
支付宝扫一扫