open-coroutine

open-coroutine 是一个简单、高效且通用的栈式协程库。

我有故事，你有酒吗？

状态

仍在开发中，请勿在生产环境中使用此库！

如何使用此库？

步骤1：在 Cargo.toml 中添加依赖

[dependencies]
# check https://crates.io/crates/open-coroutine
open-coroutine = "x.y.z"

步骤2：添加宏

#[open_coroutine::main]
fn main() {
    //......
}

步骤3：享受 open-coroutine 带来的性能提升！

示例

惊人的抢占式调度

注意：不支持 Windows

#[open_coroutine::main]
fn main() -> std::io::Result<()> {
    cfg_if::cfg_if! {
        if #[cfg(all(unix, feature = "preemptive-schedule"))] {
            use open_coroutine_core::scheduler::Scheduler;
            use std::sync::{Arc, Condvar, Mutex};
            use std::time::Duration;

            static mut TEST_FLAG1: bool = true;
            static mut TEST_FLAG2: bool = true;
            let pair = Arc::new((Mutex::new(true), Condvar::new()));
            let pair2 = Arc::clone(&pair);
            let handler = std::thread::Builder::new()
                .name("preemptive".to_string())
                .spawn(move || {
                    let scheduler = Scheduler::new();
                    _ = scheduler.submit(
                        |_, _| {
                            println!("coroutine1 launched");
                            while unsafe { TEST_FLAG1 } {
                                println!("loop1");
                                _ = unsafe { libc::usleep(10_000) };
                            }
                            println!("loop1 end");
                            1
                        },
                        None,
                    );
                    _ = scheduler.submit(
                        |_, _| {
                            println!("coroutine2 launched");
                            while unsafe { TEST_FLAG2 } {
                                println!("loop2");
                                _ = unsafe { libc::usleep(10_000) };
                            }
                            println!("loop2 end");
                            unsafe { TEST_FLAG1 = false };
                            2
                        },
                        None,
                    );
                    _ = scheduler.submit(
                        |_, _| {
                            println!("coroutine3 launched");
                            unsafe { TEST_FLAG2 = false };
                            3
                        },
                        None,
                    );
                    scheduler.try_schedule();

                    let (lock, cvar) = &*pair2;
                    let mut pending = lock.lock().unwrap();
                    *pending = false;
                    // notify the condvar that the value has changed.
                    cvar.notify_one();
                })
                .expect("failed to spawn thread");

            // wait for the thread to start up
            let (lock, cvar) = &*pair;
            let result = cvar
                .wait_timeout_while(
                    lock.lock().unwrap(),
                    Duration::from_millis(3000),
                    |&mut pending| pending,
                )
                .unwrap();
            if result.1.timed_out() {
                Err(std::io::Error::new(
                    std::io::ErrorKind::Other,
                    "preemptive schedule failed",
                ))
            } else {
                unsafe {
                    handler.join().unwrap();
                    assert!(!TEST_FLAG1);
                }
                Ok(())
            }
        } else {
            println!("please enable preemptive-schedule feature");
            Ok(())
        }
    }
}

输出

coroutine1 launched
loop1
coroutine2 launched
loop2
coroutine3 launched
loop1
loop2 end
loop1 end

任意使用阻塞系统调用

#[open_coroutine::main]
fn main() {
    std::thread::sleep(std::time::Duration::from_secs(1));
}

输出

nanosleep hooked

功能

待办事项

• 支持可伸缩的栈

• 支持 AF_XDP 套接字的兼容性

• 通过信号中断可能被 hook 的其他系统调用

  系统调用

  • open
  • chdir
  • chroot
  • mkdir
  • rmdir
  • link
  • unlink
  • readlink
  • stat
  • dup
  • dup2
  • umask
  • mount
  • umount
  • mknod
  • fcntl
  • truncate
  • ftruncate
  • setjmp
  • longjmp
  • chown
  • lchown
  • fchown
  • chmod
  • fchmod
  • fchmodat
  • semop
  • ppoll
  • pselect
  • io_getevents
  • semop
  • semtimedop
  • msgrcv
  • msgsnd

• 支持 #[open_coroutine::join] 宏以等待协程

0.5.x

• 重构系统调用状态，区分状态和内部状态

0.4.x

• 在本地文件 IO 方面支持并兼容 io_uring
• 优雅的关闭
• 使用 log 代替 println
• 增强 #[open_coroutine::main] 宏
• 重构 hook 实现，现在不需要发布动态库
• Monitor 遵循 thread-per-core 指南
• EventLoop 遵循 thread-per-core 指引

0.3.x

• 支持 genawaiter 作为低级无栈协程（由于钩子无法支持它）
• 使用 corosensei 作为低级协程
• 支持回溯
• 支持 #[open_coroutine::co] 宏
• 重构 WorkStealQueue

0.2.x

• 使用正确的 epoll_event 结构体

• 使用 rayon 进行并行计算

• 支持 #[open_coroutine::main] 宏

• 挂钩几乎所有 read 系统调用

  读取系统调用

  • recv
  • readv
  • pread
  • preadv
  • recvfrom
  • recvmsg

• 挂钩几乎所有 write 系统调用

  写入系统调用

  • send
  • writev
  • sendto
  • sendmsg
  • pwrite
  • pwritev

• 挂钩其他系统调用

  其他系统调用

  • sleep
  • usleep
  • nanosleep
  • connect
  • listen
  • accept
  • shutdown
  • poll
  • select

0.1.x

• 支持基本挂起/恢复
• 使用 jemalloc 作为内存池
• 支持高级协程抽象
• 支持抢占式调度
• 支持工作窃取
• 支持睡眠系统调用挂钩