Rust 中的协作式多任务处理

主要观点:Rust 采用了无栈协程(async/await),避免了栈分配,通过编译时生成的Future类型编码状态转换,实现内存安全且零成本抽象。同时介绍了自定义调度器、重试逻辑、分段栈、优先级反转缓解、线程局部窃取和基于纪元的回收等协程相关技术,以及在不同场景下的应用和实现细节。

关键信息

  • 无栈协程避免栈分配,代表任务状态为Future中的枚举变体。
  • 可自定义调度器满足特定场景需求,如批量处理执行器。
  • 重试逻辑通过手动Future实现,可处理显式错误并进行指数退避。
  • 分段栈用于处理深度异步递归,避免栈溢出,采用懒分配。
  • 优先级反转缓解通过带优先级元数据的互斥锁实现,按优先级重新排序任务。
  • 线程局部窃取减少跨线程同步开销,适用于异构工作负载。
  • 基于纪元的回收用于安全终止任务,避免使用后释放。
  • 栈切换用于集成栈式代码到栈less 协程中,适用于嵌入式系统等场景。

重要细节

  • 在无栈协程中,状态转换在编译时解析,避免运行时借用检查问题。
  • 自定义调度器示例中,通过RawWakerWaker管理任务和上下文。
  • 重试逻辑中,通过DelayRetry结构体实现指数退避和重试机制。
  • 分段栈中,通过RecursiveTask结构体和懒分配实现动态链状态机。
  • 优先级反转缓解中,通过PriorityWakerPriorityMutex实现带优先级的互斥锁。
  • 线程局部窃取中,通过LocalQueue实现线程局部任务队列和窃取机制。
  • 基于纪元的回收中,通过原子纪元和垃圾回收机制实现安全任务终止。
  • 栈切换中,通过内联汇编切换栈指针,实现异步和同步代码的集成。

文中还提供了相关的参考文献和链接,以及与其他相关概念(如传统线程模型)的对比。

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