ST源码分析-st_usleep

只看该作者 · 2023-5-25 15:55

由于 ST 库是单线程程序，如果使用了 unistd.h 里面的 sleep() 或者 usleep() 函数，就会阻塞所有协程函数的执行。但是有时候，某个协程确实要 sleep 休眠一些时间，那怎么办？

ST 库提供了 st_usleep() 函数，使用这个函数，就可以让某个协程休眠一段时间，但是又不会阻塞其他的协程函数的执行。下面就用一小段代码演示一下 st_usleep() 的用法，代码如下，为了简洁，省略了错误处理。

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#include <stdio.h>

#include "st.h"

#include "../common.h"



void *print_a(void *arg) {

    st_usleep(2 * 1000000LL);

    st_utime_t time_now = st_utime();

    printf("I am a , %lld\r\n", time_now);

    return NULL;

}



void *print_b(void *arg) {

    st_utime_t time_now = st_utime();

    printf("I am b , %lld\r\n", time_now);

    return NULL;

}



int main(int argc, char *argv[]) {

    st_init();



    st_thread_create(print_a, NULL, 0, 0);

    st_thread_create(print_b, NULL, 0, 0);



    st_thread_exit(NULL);



    /* NOTREACHED */

    return 1;

}

执行之后的结果如下图：

从上图看到，b 协程 sleep 并不会阻塞 a 协程的运行。
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原文链接：https://blog.csdn.net/u012117034/article/details/124665316

只看该作者 · 2023-5-25 15:56

下面就来分析一次 st_usleep() 的实现原理。

重点如下图：

上面的代码，把 a 协程状态改成 _ST_ST_SLEEPING ，然后把 a 协程加进去 SLEEPQ 队列，然后就开始用 _ST_SWITCH_CONTEXT() 切换协程，此时 a 协程就会被挂起，因为系统线程已经切换到别的地方运行了，所以 a 协程看起来是阻塞了。

只看该作者 · 2023-5-25 15:57

我们知道 _ST_SWITCH_CONTEXT() 会不断地调 _st_vp_schedule() 来调度处理其他协程，处理完其他协程之后，就会进入 _st_idle_thread_start()。

也就是说，b 协程跑完之后，就会进入 _st_idle_thread_start()，请看下图：

从上图可以看到，_st_vp_check_clock() 就是处理进入 _ST_ST_SLEEPING 状态的协程。

只看该作者 · 2023-5-25 15:57

代码如下图：

只看该作者 · 2023-5-25 15:58

_st_vp_check_clock() 函数有3个重点：

1，变量 elapsed 没有用到。

2，使用 if (thread->due > now) 来判断时间是否到了，这里 thread->due 的实现非常有趣，due 是在 _st_add_sleep_q() 加入 SLEEPQ 队列的时候赋值的，如下：

下面就来看看 _ST_LAST_CLOCK 是什么时候赋值的，如下图：

从上图可以看到，_ST_LAST_CLOCK 是在上一次调度的时候赋值的。因此，如果从上一次上下文切换到现在已经过去了8毫秒，而 st_usleep() 为10毫秒，那么在调用 st_usleep() 之后，可能再过2毫秒就会立即返回。

只看该作者 · 2023-5-25 15:58

3，_ST_DEL_SLEEPQ(thread); -> thread->state = _ST_ST_RUNNABLE -> _ST_ADD_RUNQ(thread)

主要就上面这几行代码，时间到了，就把协程从 SLEEPQ 删除，把协程状态改成 _ST_ST_RUNNABLE，再加进去 RUNQ 队列，然后下次 _st_vp_schedule() 调度， _ST_ST_RUNNABLE 状态的协程就能继续跑。

只看该作者 · 2023-5-25 16:05

不过上面的这种 sleep 实现，会有一个问题，因为是处理完其他协程才会进入 _st_idle_thread_start()，如果其他的协程是计算密集型的，消耗太多的时间，就没法及时唤醒处于 sleep 中的协程。

操作系统 unistd.h 里面的 sleep() 或者 usleep() 函数应该类似的问题，如果其他线程太耗时，CPU爆满，会没法及时切换来唤醒 sleep中的线程。