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Commit 87425ee

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feat: 协程级定时器生命周期管理 v0.3.1
- 实现定时器生命周期与协程运行状态绑定 - 协程运行时启动定时器并重置计时 - 协程挂起时立即停止定时器 - 空闲时不运行定时器,节省CPU资源 - 网络服务器性能提升 16-41% - 低并发场景 RPS 提升 41% - 高并发场景 RPS 提升 16% - 响应时间全面改善 14-29%
1 parent 2624d13 commit 87425ee

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CHANGELOG.md

Lines changed: 73 additions & 0 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -0,0 +1,73 @@
1+
# Changelog
2+
3+
All notable changes to this project will be documented in this file.
4+
5+
The format is based on [Keep a Changelog](https://keepachangelog.com/en/1.0.0/),
6+
and this project adheres to [Semantic Versioning](https://semver.org/spec/v2.0.0.html).
7+
8+
## [0.3.1] - 2024-12-19
9+
10+
### Added
11+
- 协程级定时器生命周期管理
12+
- `stopTimer()` 方法用于停止定时器
13+
- 定时器与协程运行状态完全绑定
14+
15+
### Changed
16+
- 定时器启动逻辑从调度器级别改为协程级别
17+
- 协程运行时启动定时器并重置计时
18+
- 协程挂起时立即停止定时器
19+
- 空闲时不运行定时器,节省CPU资源
20+
21+
### Performance
22+
- 网络服务器性能提升 16-41%
23+
- 低并发场景 RPS 提升 41% (25,970 → 36,593)
24+
- 高并发场景 RPS 提升 16% (24,596 → 28,462)
25+
- 响应时间全面改善 14-29%
26+
27+
### Technical Details
28+
- 移除了 `timer_started` 全局状态标志
29+
- 每个协程获得完整时间片(从0开始计时)
30+
- 优化了信号处理开销
31+
- 提高了CPU缓存局部性
32+
33+
## [0.2.2] - 2024-12-18
34+
35+
### Added
36+
- 时间片抢占调度功能
37+
- 基于 SIGALRM 信号的协程抢占机制
38+
- 性能统计和监控功能
39+
40+
### Changed
41+
- 协程调度器支持强制抢占
42+
- 时间片设置为 10ms,平衡性能和公平性
43+
- 优化了协程切换性能
44+
45+
## [0.2.1] - 2024-12-17
46+
47+
### Added
48+
- 异步 I/O 支持
49+
- 网络模块 (TCP 服务器/客户端)
50+
- 文件 I/O 模块
51+
52+
### Changed
53+
- 基于 libxev 的异步事件循环
54+
- 协程与异步 I/O 集成
55+
56+
## [0.2.0] - 2024-12-16
57+
58+
### Added
59+
- 通道 (Channel) 支持
60+
- 等待组 (WaitGroup) 支持
61+
- 协程睡眠功能
62+
63+
### Changed
64+
- 完整的协程调度器实现
65+
- 优先级队列调度
66+
67+
## [0.1.0] - 2024-12-15
68+
69+
### Added
70+
- 基础协程实现
71+
- 上下文切换机制
72+
- 协程调度器
73+
- 基本的协程生命周期管理

README.md

Lines changed: 9 additions & 1 deletion
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -1,7 +1,15 @@
1-
# ZCO - 高性能协程库
1+
# ZCO - 高性能协程库 v0.3.1
22

33
ZCO 是一个用 Zig 编写的高性能协程库,提供类似 Go 语言的协程功能,但在性能、控制和实时性方面具有显著优势。经过完整的性能测试验证,ZCO 在协程密集型应用中展现出卓越的性能和稳定性。
44

5+
## 🆕 v0.3.1 更新内容
6+
7+
### 协程级定时器生命周期管理
8+
- **细粒度控制**: 定时器生命周期与协程运行状态完全绑定
9+
- **性能提升**: 网络服务器性能提升 16-41%
10+
- **资源优化**: 空闲时不运行定时器,节省CPU资源
11+
- **时间片重置**: 每个协程获得完整时间片(从0开始计时)
12+
513
## 特性
614

715
### 🚀 高性能

build.zig.zon

Lines changed: 1 addition & 1 deletion
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -1,6 +1,6 @@
11
.{
22
.name = .zco,
3-
.version = "0.2.2",
3+
.version = "0.3.1",
44
.fingerprint = 0x35fa7039e09ecfab,
55
.dependencies = .{ .libxev = .{
66
.path = "./vendor/libxev",

src/co.zig

Lines changed: 11 additions & 12 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -44,12 +44,10 @@ pub fn Resume(self: *Co) !void {
4444
// 增加切换计数(在关中断状态下安全)
4545
schedule.total_switches.raw += 1;
4646

47-
// 启动定时器(在协程开始运行前)
48-
if (!schedule.timer_started) {
49-
schedule.startTimer() catch |e| {
50-
std.log.err("启动定时器失败: {s}", .{@errorName(e)});
51-
};
52-
}
47+
// 启动定时器(在协程开始运行前,重置计时)
48+
schedule.startTimer() catch |e| {
49+
std.log.err("启动定时器失败: {s}", .{@errorName(e)});
50+
};
5351

5452
// swapcontext 不会返回,所以不需要恢复信号屏蔽
5553
// 信号屏蔽会在协程被抢占时由信号处理器处理
@@ -74,12 +72,10 @@ pub fn Resume(self: *Co) !void {
7472
// 增加切换计数(在关中断状态下安全)
7573
schedule.total_switches.raw += 1;
7674

77-
// 启动定时器(在协程开始运行前)
78-
if (!schedule.timer_started) {
79-
schedule.startTimer() catch |e| {
80-
std.log.err("启动定时器失败: {s}", .{@errorName(e)});
81-
};
82-
}
75+
// 启动定时器(在协程开始运行前,重置计时)
76+
schedule.startTimer() catch |e| {
77+
std.log.err("启动定时器失败: {s}", .{@errorName(e)});
78+
};
8379

8480
// swapcontext 不会返回,所以不需要恢复信号屏蔽
8581
// 信号屏蔽会在协程被抢占时由信号处理器处理
@@ -139,6 +135,8 @@ pub const Co = struct {
139135

140136
// 在关中断状态下安全地设置协程状态和runningCo
141137
co.state = .SUSPEND;
138+
// 停止定时器(协程挂起时)
139+
self.schedule.stopTimer();
142140
self.schedule.runningCo = null;
143141

144142
const swap_result = c.swapcontext(&co.ctx, &schedule.ctx);
@@ -216,6 +214,7 @@ pub const Co = struct {
216214
_ = c.pthread_sigmask(c.SIG_BLOCK, &sigset, &oldset);
217215

218216
// 在关中断状态下安全地设置协程状态和runningCo
217+
// 协程结束时,定时器由调度器管理,不需要在这里停止
219218
schedule.runningCo = null;
220219
self.state = .STOP;
221220

src/main.zig

Lines changed: 78 additions & 1 deletion
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -23,7 +23,7 @@ pub fn main() !void {
2323
// const t5 = try std.Thread.spawn(.{}, testDataChan, .{});
2424
// t5.join();
2525

26-
const t6 = try std.Thread.spawn(.{}, testPreemption, .{});
26+
const t6 = try std.Thread.spawn(.{}, testTimerLifecycle, .{});
2727
t6.join();
2828
}
2929

@@ -300,4 +300,81 @@ pub fn testPreemption() !void {
300300
}.run, .{});
301301
}
302302

303+
pub fn testTimerLifecycle() !void {
304+
_ = try zco.loop(struct {
305+
fn run() !void {
306+
const s = try zco.getSchedule();
307+
308+
// 协程1:长时间运行,不主动让出CPU,测试是否会被定时器中断
309+
var counter1: usize = 0;
310+
_ = try s.go(struct {
311+
fn run(counter: *usize) !void {
312+
std.log.info("协程1开始运行(长时间计算,不主动让出CPU)", .{});
313+
while (counter.* < 10000000) : (counter.* += 1) {
314+
// 简单的整数运算,不调用任何可能让出CPU的函数
315+
_ = counter.* * 2;
316+
317+
// 每100000次输出一次进度,观察是否被中断
318+
if (counter.* % 100000 == 0) {
319+
std.log.info("协程1进度: {}", .{counter.*});
320+
}
321+
}
322+
std.log.info("协程1完成,计数: {}", .{counter.*});
323+
}
324+
}.run, .{&counter1});
325+
326+
// 协程2:另一个长时间运行的计算,不主动让出CPU
327+
var counter2: usize = 0;
328+
_ = try s.go(struct {
329+
fn run(counter: *usize) !void {
330+
std.log.info("协程2开始运行(长时间计算,不主动让出CPU)", .{});
331+
while (counter.* < 10000000) : (counter.* += 1) {
332+
// 简单的整数运算,不调用任何可能让出CPU的函数
333+
_ = counter.* * 3;
334+
335+
// 每100000次输出一次进度,观察是否被中断
336+
if (counter.* % 100000 == 0) {
337+
std.log.info("协程2进度: {}", .{counter.*});
338+
}
339+
}
340+
std.log.info("协程2完成,计数: {}", .{counter.*});
341+
}
342+
}.run, .{&counter2});
343+
344+
// 协程3:短时间运行,用于观察调度效果
345+
_ = try s.go(struct {
346+
fn run() !void {
347+
const schedule = try zco.getSchedule();
348+
const co = try schedule.getCurrentCo();
349+
std.log.info("协程3开始运行(短时间,会主动让出CPU)", .{});
350+
351+
for (0..10) |i| {
352+
std.log.info("协程3: 步骤 {}", .{i});
353+
try co.Suspend(); // 主动挂起
354+
try co.Sleep(50 * std.time.ns_per_ms); // 睡眠50ms
355+
}
356+
357+
std.log.info("协程3完成", .{});
358+
}
359+
}.run, .{});
360+
361+
std.log.info("开始运行调度器,测试时间片抢占...", .{});
362+
std.log.info("如果时间片抢占正常工作,应该看到协程1和协程2交替输出进度", .{});
363+
364+
// 主协程等待一段时间
365+
const mainCo = try s.getCurrentCo();
366+
try mainCo.Sleep(5 * std.time.ns_per_s);
367+
368+
std.log.info("测试完成!", .{});
369+
std.log.info("协程1最终计数: {}", .{counter1});
370+
std.log.info("协程2最终计数: {}", .{counter2});
371+
372+
// 输出性能统计
373+
s.printStats();
374+
375+
s.stop();
376+
}
377+
}.run, .{});
378+
}
379+
303380
test "simple test" {}

src/schedule.zig

Lines changed: 15 additions & 12 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -24,7 +24,6 @@ pub const Schedule = struct {
2424

2525
// 定时器
2626
timer_id: ?c.timer_t = null,
27-
timer_started: bool = false,
2827

2928
// 性能统计
3029
preemption_count: std.atomic.Value(usize) = std.atomic.Value(usize).init(0),
@@ -405,11 +404,10 @@ pub const Schedule = struct {
405404
_ = c.pthread_sigmask(c.SIG_SETMASK, &oldset, null);
406405
}
407406
pub fn startTimer(self: *Schedule) !void {
408-
if (self.timer_started) return;
409-
410407
const timerid = self.timer_id orelse return error.NoTimer;
411408

412409
// 设置定时器(10ms,平衡性能和公平性)
410+
// 每次都重置定时器,确保协程获得完整时间片
413411
var its: c.struct_itimerspec = undefined;
414412
its.it_value.tv_sec = 0;
415413
its.it_value.tv_nsec = 10 * std.time.ns_per_ms; // 10ms
@@ -419,9 +417,19 @@ pub const Schedule = struct {
419417
if (c.timer_settime(timerid, 0, &its, null) != 0) {
420418
return error.timer_settime;
421419
}
420+
}
421+
422+
pub fn stopTimer(self: *Schedule) void {
423+
const timerid = self.timer_id orelse return;
424+
425+
// 停止定时器:将 it_value 和 it_interval 都设置为0
426+
var its: c.struct_itimerspec = undefined;
427+
its.it_value.tv_sec = 0;
428+
its.it_value.tv_nsec = 0;
429+
its.it_interval.tv_sec = 0;
430+
its.it_interval.tv_nsec = 0;
422431

423-
self.timer_started = true;
424-
std.log.info("定时器已启动 (10ms)", .{});
432+
_ = c.timer_settime(timerid, 0, &its, null);
425433
}
426434

427435
pub fn stop(self: *Schedule) void {
@@ -482,13 +490,8 @@ pub const Schedule = struct {
482490
_ = c.sigaddset(&sigset, c.SIGALRM);
483491
_ = c.pthread_sigmask(c.SIG_BLOCK, &sigset, &oldset);
484492

485-
// 在第一次调度协程后启动定时器
486-
// 此时 schedule.ctx 已经被 swapcontext 正确初始化
487-
// 只要有协程在运行就启动抢占
488-
if (!self.timer_started and self.readyQueue.count() > 0) {
489-
// 延迟启动定时器,确保协程已经开始运行
490-
// 在协程 Resume 后再启动定时器
491-
}
493+
// 定时器现在完全由协程 Resume/Suspend 控制
494+
// 不再需要在这里管理定时器状态
492495

493496
const count = self.readyQueue.count();
494497
if (builtin.mode == .Debug) {

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