使用 ucontext 實現使用者態執行緒下

前面的文章介紹了 ucontext 相關函式的基本作用，我們已經知道如何用 getcontext 等函式實現基本的函式 yield & resume 的操作了。下面來看看如何實現乙個簡陋的使用者態執行緒庫吧！

首先來看我們 thread 的定義:

#define stack_size 4096
typedef
struct thread thread_t;
struct thread 
;

thread 的結構體是比較簡單的，下面我們來看如何建立乙個執行緒:

// 排程器的上下文
ucontext_t sched_ctx;
// 全域性可執行執行緒佇列
thread_t runq;
// 當前正在執行的執行緒
thread_t *cur_thread
// 所有 thread 的真正函式體
void
_thread_main()
void
thread_free
(thread_t *th)
thread_t *
thread_create
(void*(
*fn)
(void*)
,void
*arg)

thread_create 中沒什麼新鮮的東西，但是仍然有兩點值得我們注意

所有執行緒的 ucontext.uc_link 設定為了 sched_ctx，這個上下文代表的是排程器的上下文，在乙個執行緒退出後，會回到排程器例程

makecontext 中，指定的是 _thread_main 作為真正的執行緒執行入口，我們可以在裡面做一些必要的初始化、或者善後工作，儘管它現在很簡陋

建立執行緒後我們把它新增到了全域性的可執行執行緒佇列中，這個佇列就是乙個簡單的雙向鍊錶

乙個執行緒庫中，最重要的模組之一便是排程器了。我們的排程器可以說非常簡陋：

// 讓出 cpu 讓排程器可以排程其他執行緒，儲存當前執行緒的上下文並且恢復排程器的上下文
void
yield()
// 恢復某個執行緒的執行，僅會被排程器使用，儲存排程器的上下文並且恢復對應執行緒的上下文
void
resume
(thread_t *th)
// 排程器
void
schedule()
// 找到了乙個可執行執行緒，設定為當前執行緒
cur_thread = th;
// 恢復執行緒之前儲存的上下文
resume
(th)
;// 如果協程函式執行結束，那麼**其資源
if(th->done)
th = next;
}// 退出排程器
}

yield 和 resume 可以說是實現使用者態執行緒的兩個核心函式，需要注意:

到這裡，其實我們的小執行緒庫就基本開發好了，下面讓我們來看一下如何使用它:

void*fn
(void
*arg)
return
null;}
#define thread_num 2
intmain()
schedule()
;printf
("all threads done\n");
}/*輸出:thread[1] do some cpu work
thread[1] need to wait on a lock or io event
thread[0] do some cpu work
thread[0] need to wait on a lock or io event
thread[1] ready again
thread[1] do some cpu work
thread[1] need to wait on a lock or io event
thread[0] ready again
thread[0] do some cpu work
thread[0] need to wait on a lock or io event
thread[1] ready again
thread[1] do some cpu work
thread[1] need to wait on a lock or io event
thread[0] ready again
thread[0] do some cpu work
thread[0] need to wait on a lock or io event
thread[1] ready again
thread[0] ready again
all threads done
*/

可以看到，兩個執行緒的輸出互相穿插，兩個執行緒都會執行一會非阻塞的 cpu 計算，然後就執行一些阻塞的 io 操作或者鎖操作等。當執行阻塞操作的時候，就暫停當前執行緒，切換到排程器去執行新的可執行執行緒。

儘管及其簡陋，但是我們的小執行緒庫已經初具雛形，到這裡想必大家對於如何利用 ucontext 實現乙個使用者態執行緒已經心裡有數了吧。

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