用协程将IOCP异步回调改为同步编程 C++20,IOCP,Coroutine,TCP Server Framework

源码资源网 · 发表于 3 天前

用协程将IOCP异步回调改为同步编程 C++20,IOCP,Coroutine,TCP Server Framework
一个实例：协程可以消除部分成员变量和全局变量

功能：玩家走向目标点，每帧移动0.5米。注意：目标点的坐标，没有记录在任何成员变量或全局变量里，而是记录在协程的局部变量里。这是此项目中真实运行的代码，并不是伪代码。

void MsgQueue::OnRecv(const MsgMove& msg)
{
LOG(INFO) << "收到点击坐标:" << msg.x << "," << msg.z;
const auto targetX = msg.x;
const auto targetZ = msg.z;
m_pSession->m_entity.ReplaceCo( //替换协程
[targetX, targetZ](Entity* pEntity, float& x, float& z, std::function<void()>& funCancel)->CoTask<int>
{
KeepCancel kc(funCancel);
const auto localTargetX = targetX;
const auto localTargetZ = targetZ;
Broadcast(MsgChangeSkeleAnim(pEntity, "run"));
while (true)
{
if (co_await CoTimer::WaitNextUpdate(funCancel))//服务器主工作线程大循环，每次循环触发一次
{
LOG(INFO) << "走向" << localTargetX << "," << localTargetZ << "的协程取消了";
co_return 0;
}
const auto step = 0.5f;
if (std::abs(localTargetX - x) < step && std::abs(localTargetZ - z) < step) {
LOG(INFO) << "已走到" << localTargetX << "," << localTargetZ << "附近，协程正常退出";
Broadcast(MsgChangeSkeleAnim(pEntity, "idle"));
co_return 0;
}
x += localTargetX < x ? -step : step;
z += localTargetZ < z ? -step : step;
Broadcast(MsgNotifyPos(pEntity, x, z));
}
});
m_pSession->m_entity.m_coWalk.Run();//协程离开开始运行（运行到第一个co_await
}

复制代码

如此简单的编程手段早就在lua、python、typescript、java、C#、golang广泛使用，而C++却只能用boost或者腾讯协程库。 boost或腾讯协程库内部都包含汇编语言代码，可见C++协程已经无法依赖语言内部的机制实现，必须通过偏门手段骗过操作系统。腾讯协程库的使用还有重大限制，局部变量的尺寸很小，稍微大一点就崩溃，异常抛出和捕获以及longjump都很容易崩溃，而这些在没用协程时完全正常。 C++20标准采纳了微软的协程方案，此方案和C#的协程方案很像。没有任何汇编代码，在VS2022和GCC里代码相同，运行结果相同，而且不再有特殊的局部变量尺寸限制、异常抛出捕获限制、longjump限制。

另一个实例，协程替代OOP的多态、Switch/Case、分支逻辑

功能：有三个完成事件要区分处理，分别是Accept完成、Recv完成、Send完成，分别要执行完全不同的代码；注意：没用OOP多态、没用Switch/Case以及函数字典等任何分支逻辑，唯一核心调用就是resume协程；这是此项目中真实运行的代码，并不是伪代码。

void Overlapped::OnComplete(SocketCompeletionKey* pKey, const HANDLE port, const DWORD number_of_bytes, const BOOL bGetQueuedCompletionStatusReturn, const int lastErr)
{
this->numberOfBytesTransferred = number_of_bytes;
this->GetQueuedCompletionStatusReturn = bGetQueuedCompletionStatusReturn;
this->GetLastErrorReturn = lastErr;
this->coTask.Run();//resume此协程
}

复制代码

上面代码中,Overlapped重叠结构在初始化时，就对coTask赋值了三个不同的协程中的一个，一旦协程resume，就会执行对应的协程的co_yield后面的代码，所以不用写任何逻辑分支判断。程序员思考的逻辑对应代码就是，有三种协程Accept、Recv、Send，它们在等待完成时suspend了，一旦事件完成，就resume。可以想象这三个协程内部也是一个while(true)循环，中间有co_yiled;

第三个实例，协程同步等待一段时间替代定时器事件

功能：技能过程为前摇3秒，然后造成3段伤害，各段伤害之间有间隔，最后是后摇（硬直）和公共冷却（不可释放其它已冷却的技能）。注意：协程Wait把定时器事件改为同步编程方式，相同的有顺序关系的代码也按顺序关系排在一起（还支持循环和if/switch分支）。如果没有协程等待而用传统定时器事件实现，代码必然分散。这是此项目中真实运行的代码，并不是伪代码。

CoTask<int> Attack(Entity* pEntity, Entity* pDefencer, float& x, float& z, std::function<void()> &cancel)
{
KeepCancel kc(cancel);
Broadcast(MsgChangeSkeleAnim(pEntity, "attack"));//播放攻击动作
if (co_await CoTimer::Wait(3000ms, cancel))//等3秒前摇
co_return 0;//协程取消
pDefencer->Hurt(1);//第一次让对方伤1点生命
if (co_await CoTimer::Wait(500ms, cancel))//等0.5秒
co_return 0;//协程取消
pDefencer->Hurt(3);//第二次让对方伤3点生命
if(co_await CoTimer::Wait(500ms, cancel))//等0.5秒
co_return 0;//协程取消
pDefencer->Hurt(10);//第三次让对方伤10点生命
if(co_await CoTimer::Wait(3000ms, cancel))//等3秒后摇
co_return 0;//协程取消
Broadcast(MsgChangeSkeleAnim(pEntity, "idle"));//播放休闲待机动作
if(co_await CoTimer::Wait(5000ms, cancel))//等5秒公共冷却
co_return 0;//协程取消
co_return 0;//协程正常退出
}

复制代码

用协程辅助实现RPC网络消息的同步接收

同步接收回应的意思就是，前一行代码发送Reqire消息，下一行代码就能直接接收Response消息，而不是设置回调处理，也不是在某个很远处的代码用switch/函数字典接收回应。

//以同步编程的方式，向另一个服务器发送请求并等待返回
MsgConsumeMoneyResponce responce = co_await CoRpc<MsgConsumeMoneyResponce>::Send<MsgConsumeMoney>({ .consumeMoney = 3 }, SendToWorldSvr);```

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安装教程

安装VS2022的C++桌面开发后就能直接打开解决方案运行;
客户端项目测试：用于测试C++20协程服务器

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