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libgo – 协程库、并行编程库

libgo是一个使用C++11编写的协作式调度的stackful协程库,

同时也是一个强大的并行编程库, 是专为Linux服务端程序开发设计的底层框架。

目前支持三个平台:

Linux (GCC4.8+)

Windows (Win7、Win8、Win10 x86 and x64 使用VS2013/2015编译)

Mac (在mac分支上, 感谢群友 @eagle518 的贡献)

使用libgo编写并行程序,即可以像golang、erlang这些并发语言一样开发迅速且逻辑简洁,又有C++原生的性能优势,鱼和熊掌从此可以兼得。

libgo有以下特点:

1.提供golang一般功能强大协程,基于corontine编写代码,可以以同步的方式编写简单的代码,同时获得异步的性能,

2.支持海量协程, 创建100万个协程只需使用2GB物理内存

3.允许用户自由控制协程调度点,随时随地变更调度线程数;

4.支持多线程调度协程,极易编写并行代码,高效的并行调度算法,可以有效利用多个CPU核心

5.可以让链接进程序的同步的第三方库变为异步调用,大大提升其性能。再也不用担心某些DB官方不提供异步driver了,比如hiredis、mysqlclient这种客户端驱动可以直接使用,并且可以得到不输于异步driver的性能。

6.动态链接和静态链接全都支持,便于使用C++11的用户静态链接生成可执行文件并部署至低版本的linux系统上。

7.提供协程锁(co_mutex), 定时器, channel等特性, 帮助用户更加容易地编写程序.

8.网络性能强劲,超越boost.asio异步模型;尤其在处理小包和多线程并行方面非常强大。

如果你发现了任何bug、有好的建议、或使用上有不明之处,可以提交到issue,也可以直接联系作者: email: 289633152@qq.com QQ交流群: 296561497

tutorial目录下有很多教程代码,内含详细的使用说明,让用户可以循序渐进的学习libgo库的使用方法。

libgo的编译与使用:

Linux:

 0.CMake编译参数
  ENABLE_BOOST_CONTEXT  `这是在linux上性能最佳的编译参数`  

libgo在Linux系统上默认使用ucontext做协程上下文切换,开启此选项将使用boost.context来替代ucontext.

使用方式:

   $ cmake .. -DENABLE_BOOST_CONTEXT=ON
  ENABLE_BOOST_COROUTINE  

libgo在Linux系统上默认使用ucontext做协程上下文切换,开启此选项将使用boost.coroutine来替代ucontext.

使用方式:

   $ cmake .. -DENABLE_BOOST_COROUTINE=ON
  DISABLE_HOOK  

禁止hook syscall,开启此选项后,网络io相关的syscall将恢复系统默认的行为,

协程中使用阻塞式网络io将可能真正阻塞线程,如无特殊需求请勿开启此选项.

使用方式:

   $ cmake .. -DDISABLE_HOOK=ON  

不开启ENABLE_BOOST_CONTEXT和ENABLE_BOOST_COROUTINE选项时, libgo不依赖boost库,可以直接使用,仅测试代码依赖boost库。

1.如果你安装了ucorf或libgonet,那么你已经使用默认的方式安装过libgo了,如果不想设置如上的选项,可以跳过第2步.

2.使用CMake进行编译安装:

   $ mkdir build
  $ cd build
  $ cmake ..
  $ sudo make install  

如果希望编译可调试的版本, “cmake ..” 命令执行完毕后执行:

   $ make debug
  $ sudo make install  

执行单元测试代码:

   $ make test
  $ make run_test  

生成性能网络测试代码:

   $ make bm  

3.以动态链接的方式使用时,一定要最先链接liblibgo.so,还需要链接libdl.so. 例如:

   g++ -std=c++11 test.cpp -llibgo -ldl [-lother_libs]  

4.以静态链接的方式使用时,只需链接liblibgo.a即可,不要求第一个被链接,但要求libc.a最后被链接. 要求安装GCC的静态链接库, debian系Linux安装gcc时已经自带, redhat系Linux需要从源中另行安装(yum install gcc-static) 例如:

   g++ -std=c++11 test.cpp -llibgo -static -static-libgcc -static-libstdc++  

Windows:

0.CMake编译参数

   DISABLE_HOOK  

禁止hook syscall,开启此选项后,网络io相关的syscall将恢复系统默认的行为,

协程中使用阻塞式网络io将可能真正阻塞线程,如无特殊需求请勿开启此选项.

使用方式:

   $ cmake .. -DDISABLE_HOOK=ON  

1.使用git submodule update –init –recursive下载Hook子模块

2.使用CMake构建工程文件.

比如vs2015(x64):

   $ cmake .. -G"Visual Studio 14 2015 Win64"  

比如vs2015(x86):

   $ cmake .. -G"Visual Studio 14 2015"  

比如vs2013(x64):

   $ cmake .. -G"Visual Studio 12 2013 Win64"  

3.使用时需要添加两个include目录:src和src/windows, 或将这两个目录下的头文件拷贝出来使用

4.如果想要执行测试代码, 需要依赖boost库. 且在cmake参数中设置BOOST_ROOT:

例如:

   $ cmake .. -G"Visual Studio 14 2015 Win64" -DBOOST_ROOT="e:\\boost_1_61_0"  

注意事项(WARNING):

1.在开启WorkSteal算法的多线程调度模式下不要使用<线程局部变量(TLS)>。因为协程的每次切换,下一次继续执行都可能处于其他线程中.

2.不要让一个代码段耗时过长。协程的调度是协作式调度,需要协程主动让出执行权,推荐在耗时很长的循环中插入一些yield

3.除网络IO、sleep以外的阻塞系统调用,会真正阻塞调度线程的运行,请使用co_await, 并启动几个线程去Run内置的线程池.

Linux系统上Hook的系统调用列表:

 connect   
read      
readv     
recv      
recvfrom  
recvmsg   
write     
writev    
send      
sendto    
sendmsg   
poll      
select    
accept    
sleep     
usleep    
nanosleep
gethostbyname                                                               
gethostbyname2                                                              
gethostbyname_r                                                             
gethostbyname2_r                                                            
gethostbyaddr                                                               
gethostbyaddr_r  

以上系统调用都是可能阻塞的系统调用, 在协程中使用均不再阻塞整个线程, 阻塞等待期间CPU可以切换到其他协程执行.

   close     
  fcntl     
  ioctl     
  getsockopt
  setsockopt
  dup       
  dup2      
  dup3        

以上系统调用不会造成阻塞, 虽然也被Hook, 但并不会完全改变其行为, 仅用于跟踪socket的选项和状态.

Windows系统上Hook的系统调用列表:

 ioctlsocket                                                                        
WSAIoctl                                                                           
select                                                                             
connect                                                                            
WSAConnect                                                                         
accept                                                                             
WSAAccept                                                                          
WSARecv                                                                            
recv                                                                               
recvfrom                                                                           
WSARecvFrom                                                                        
WSARecvMsg                                                                         
WSASend                                                                            
send                                                                               
sendto                                                                             
WSASendTo                                                                          
WSASendMsg  

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