1.協程的起源
問題：協程存在的原因？協程能夠解決哪些問題？
在我們現在CS，BS開發模式下，伺服器的吞吐量是一個很重要的參數。其實吞吐量是IO處理時間加上業務處理。為了簡單起見，比如，客戶端與伺服器之間是長連接的，客戶端定期給伺服器發送心跳包數據。客戶端發送一次心跳包到伺服器，伺服器更新該新客戶端狀態的。心跳包發送的過程，業務處理時長等於IO讀取（RECV系統調用）加上業務處理（更新客戶狀態）。吞吐量等於1s業務處理次數。
業務處理（更新客戶端狀態）時間，業務不一樣的，處理時間不一樣，我們就不做討論。
那如何提升recv的性能。若只有一個客戶端，recv的性能也沒有必要提升，也不能提升。若在有百萬計的客戶端長連接的情況，我們該如何提升。以Linux為例，在這裡需要介紹一個「網紅」就是epoll。伺服器使用epoll管理百萬計的客戶端長連接，代碼框架如下：
while (1) {
int nready = epoll_wait(epfd, events, EVENT_SIZE, -1);
for (i = 0;i < nready;i ++) {
int sockfd = events[i].data.fd;
if (sockfd == listenfd) {
int connfd = accept(listenfd, xxx, xxxx);
setnonblock(connfd);
ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
ev.data.fd = connfd;
epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, connfd, &ev);
} else {
handle(sockfd);
}
}
}
對於響應式伺服器，所有的客戶端的操作驅動都是來源於這個大循環。來源於epoll_wait的反饋結果。 對於伺服器處理百萬計的IO。Handle(sockfd)實現方式有兩種。
handle(sockfd)函數內部對sockfd進行讀寫動作
int handle(int sockfd) {
recv(sockfd, rbuffer, length, 0);
parser_proto(rbuffer, length);
send(sockfd, sbuffer, length, 0);
}
handle的io操作（send,recv）與epoll_wait是在同一個處理流程裡面的。這就是IO同步操作。
優點：
1.sockfd管理方便。
2.操作邏輯清晰。
缺點：
1.伺服器程序依賴epoll_wait的循環響應速度慢。
2.程序性能差
handle(sockfd)函數內部將sockfd的操作，push到線程池中:
int thread_cb(int sockfd) {
// 此函數是在線程池創建的線程中運行。
// 與handle不在一個線程上下文中運行
recv(sockfd, rbuffer, length, 0);
parser_proto(rbuffer, length);
send(sockfd, sbuffer, length, 0);
}
int handle(int sockfd) {
//此函數在主線程 main_thread 中運行
//在此處之前，確保線程池已經啟動。
push_thread(sockfd, thread_cb); //將sockfd放到其他線程中運行。
}
Handle函數是將sockfd處理方式放到另一個已經其他的線程中運行，如此做法，將io操作（recv，send）與epoll_wait 不在一個處理流程裡面，使得io操作（recv,send）與epoll_wait實現解耦。這就叫做IO異步操作。
優點：
1.子模塊好規劃。
2.程序性能高。
缺點：
正因為子模塊好規劃，使得模塊之間的sockfd的管理異常麻煩。每一個子線程都需要管理好sockfd，避免在IO操作的時候，sockfd出現關閉或其他異常。
上文有提到IO同步操作，程序響應慢，IO異步操作，程序響應快。
下面來對比一下IO同步操作與IO異步操作，代碼如下： server_mulport_epool.c 在這份代碼的486行，#if 1, 打開的時候，為IO異步操作。關閉的時候，為IO同步操作。
接下來把我測試接入量的結果粘貼出來。 IO異步操作，每1000個連接接入的伺服器響應時間（900ms左右）。 IO同步操作，每1000個連接接入的伺服器響應時間（6500ms左右）。 epoll的IO異步操作與IO同步操作比較如下：
對比項IO同步操作IO異步操作
Socket管理管理方便多個線程共同管理
代碼邏輯程序整體邏輯清晰子模塊邏輯清晰
IO性能響應時間長，性能差響應時間短，性能好
有沒有一種方式，有異步性能，同步的代碼邏輯。來方便編程人員對IO操作的組件呢？ 有，採用一種輕量級的協程來實現。在每次send或者recv之前進行切換，再由調度器來處理epoll_wait的流程。 就是採用了基於這樣的思考，寫了NtyCo，實現了一個IO異步操作與協程結合的組件。