一种协程的 C/C++ 实现

　　介绍
　　在前几天接触到了协程的概念，觉得很有趣。因为我可以使用一个线程来实现一个类似多线程的程序，如果使用协程来替代线程，可以省去很多原子操作和内存栅栏的麻烦，大大减少与线程同步相关的系统调用。因为我只有一个线程，而且协程之间的切换是可以由函数自己决定的。
　　我有见过几种协程的实现，因为没有 C/C++ 的原生支持，所以多数的库使用了汇编代码，还有些库利用了 C 语言的 setjmp 和 longjmp 但是要求函数里面使用 static local 的变量来保存协程内部的数据。我讨厌写汇编和使用 static local 变量，所以想出了一种稍微优雅一点又有点奇技淫巧的实现方法。 这篇文章将向你展示这种方法基本原理和实现。
　　基本原理
　　用 C/C++ 实现的大困难是创建，保存和恢复程序的上下文。因为这涉及到了程序栈的管理，以及 CPU 寄存器的访问，但是这两项内容在 C/C++ 标准里面都没有严格的定义，所以我们是不可能有一个完全跨平台的 C/C++ 实现的。但是利用操作系统提供的 API，我们仍然可以避免使用汇编代码，接下来会向你展示使用 POSIX 的 pthread 实现的一种简单的协程框架。什么！？？Pthread？那你的程序岂不是多线程了？那还叫协程吗！没错，确实是多线程的，不过仅仅是在协程被创建之前的短暂瞬间。
　　要创建子程序的上下文，我们可以调用 pthread_create 函数来创建一个真正的线程，这样操作系统会帮我们创建上下文（这里包括初始化 CPU 寄存器和程序栈）。然后在线程启动时，使用 C 语言的 setjmp 把这些寄存器备份到外部的 buffer 里面。创建完后，这个线程便失去了它的存在价值，所以可以果断干掉它了。不过还需要注意一点，是在创建线程之前，需要调用 pthread_attr_setstack 函数来显式地声明使用的程序栈，这样线程退出的时候，系统不会自动销毁这个程序栈。至于上下文的恢复，显然是使用 longjmp 函数了。
　　创建上下文
　　下面是 RoutineInfo 的定义。为了简单起见，所有错误处理代码都被省略了，原版本的代码在 coroutine.cpp 文件中，省略版的代码在 coroutine_demonstration.cpp 文件中。
typedef void * (*RoutineHandler)(void*);
struct RoutineInfo{
void * param;
RoutineHandler handler;
void * ret;
bool stopped;
jmp_buf buf;
void *stackbase;
size_t stacksize;
pthread_attr_t attr;
// size: the stack size
RoutineInfo(size_t size){
param = NULL;
handler = NULL;
ret = NULL;
stopped = false;
stackbase = malloc(size);
stacksize = size;
pthread_attr_init(&attr);
if(stacksize)
pthread_attr_setstack(&attr，stackbase，stacksize);
}
~RoutineInfo(){
pthread_attr_destroy(&attr);
free(stackbase);
}
};