賴勇浩（http://laiyonghao.com）

協(xié)程，又稱微線程和纖程等，據(jù)說源于 Simula 和 Modula-2 語言（我沒有深究，有錯(cuò)請(qǐng)指正），現(xiàn)代編程語言基本上都有支持，比如 Lua、ruby 和最新的 Google Go，當(dāng)然也還有最近很讓我驚艷的 falcon。協(xié)程是用戶空間線程，操作系統(tǒng)其存在一無所知，所以需要用戶自己去做調(diào)度，用來執(zhí)行協(xié)作式多任務(wù)非常合適。其實(shí)用協(xié)程來做的東西，用線程或進(jìn)程通常也是一樣可以做的，但往往多了許多加鎖和通信的操作。

下面是生產(chǎn)者消費(fèi)者模型的基于搶占式多線程編程實(shí)現(xiàn)（偽代碼）：
// 隊(duì)列容器
var q := new queue
// 消費(fèi)者線程
loop
lock(q)
get item from q
unlock(q)
if item
use this item
else
sleep
// 生產(chǎn)者線程
loop
create some new items
lock(q)
add the items to q
unlock(q)

由以上代碼可以看到線程實(shí)現(xiàn)至少有兩點(diǎn)硬傷：

1、對(duì)隊(duì)列的操作需要有顯式/隱式（使用線程安全的隊(duì)列）的加鎖操作。

2、消費(fèi)者線程還要通過 sleep 把 CPU 資源適時(shí)地“謙讓”給生產(chǎn)者線程使用，其中的適時(shí)是多久，基本上只能靜態(tài)地使用經(jīng)驗(yàn)值，效果往往不由人意。

而使用協(xié)程可以比較好的解決這個(gè)問題，下面來看一下基于協(xié)程的生產(chǎn)者消費(fèi)者模型實(shí)現(xiàn)（偽代碼）：
// 隊(duì)列容器
var q := new queue
// 生產(chǎn)者協(xié)程
loop
while q is not full
create some new items
add the items to q
yield to consume
// 消費(fèi)者協(xié)程
loop
while q is not empty
remove some items from q
use the items
yield to produce

可以從以上代碼看到之前的加鎖和謙讓 CPU 的硬傷不復(fù)存在，但也損失了利用多核 CPU 的能力。所以選擇線程還是協(xié)程，就要看應(yīng)用場(chǎng)合了。下面簡(jiǎn)單談一下協(xié)程常見的用武之地，其中之一是狀態(tài)機(jī)，能夠產(chǎn)生更高可讀性的代碼；還有就是并行的角色模型，這在游戲開發(fā)中比較常見；以及產(chǎn)生器， 有助于對(duì)輸入/輸出和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的通用遍歷。

協(xié)程雖然如此之好，看是很長(zhǎng)時(shí)間以來，因?yàn)槭艿交诙褩５淖永虒?shí)現(xiàn)的限制，并沒有多少語言在其實(shí)語言或庫(kù)中支持協(xié)程，所以線程作為一個(gè)替代者（當(dāng)然，線程也有其超越協(xié)程之處）被廣泛接受了。但是在今天，很多語言都內(nèi)建了協(xié)程的支持，甚至是 C/C++ 語言。MS Windows 2000 以后的版本，都支持所謂的 Fiber，即纖程，其實(shí)就是協(xié)程的別稱；在開源平臺(tái)，POSIX 標(biāo)準(zhǔn)也定義了協(xié)程相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，GNU Portable Threads 實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的用戶空間線程，即協(xié)程的另一種別稱。在這百花齊放的時(shí)節(jié)，正是我們好好學(xué)習(xí)和利用它的時(shí)機(jī)。

接下來我將在第二篇中談?wù)動(dòng)螒蛑性囉脜f(xié)程的三個(gè)場(chǎng)合。

協(xié)程三篇之一（協(xié)程初接觸）