IO 模型与协程

执行模型

Asio 允许一个或多个线程调用 io_context::run()。单个运行线程自然保证回调 串行执行。多个运行线程可以同时执行不同回调；strand 则串行执行关联的回调。 strand 不会把连接固定到某个操作系统线程。

内置 arknet::io_pool 为每个 IO 通道提供一个 context 和一个工作线程。服务端 的第一个通道处理监听；存在其他通道时，session 使用其他通道。 arknet::io_pool 是公开调度器名称，arknet::iopool 保留为别名。 外部 context 可以由一个或多个线程运行。arknet 为每个传入的外部通道创建 strand，不会停止宿主 context。 直接构造的 arknet::io_t 默认使用 strand。显式设置 serialize = false 要求对应 context 只有一个运行线程；内置 IO pool 使用这一方式。

直接向 server 传入一个 context 时只会创建一个通道，session 共享该通道的 strand。传入多个通道可以让不同 session 的回调并行执行，即使这些通道使用 同一个 context：

asio::io_context context;
auto work = asio::make_work_guard(context);
std::vector<asio::io_context*> lanes(5, &context);
arknet::tcp_server server(1024, 16 * 1024 * 1024, lanes);
// Run context.run() on the desired number of host threads.

向多个 client 传入同一个外部 context 时，每个 client 都有自己的通道。 UDP server 的 session 共享数据报 socket 和串行通道，因此增加运行线程 不会让同一个 UDP server 的接收回调并行执行。 多个独立通道共同访问用户状态时需要同步；异步操作之间不能依赖线程局部状态。

所有网络对象停止之前，context、运行线程和 work guard 都必须保持有效。 先停止网络对象，再释放 work guard，最后等待宿主线程退出。网络回调中应请求 停止，由拥有对象的线程等待停止完成。销毁任一 context 前，应等待所有运行线程 排空回调；某个 context 中的取消回调可能仍持有另一个 context 的 Session 或 strand。详见 发送与生命周期。

自有端点完成关闭后，最后一个引用可能在 IO 回调中释放。arknet 将自有线程池的 排空与回收转交给内部回收线程，避免等待当前线程自身退出。已完成关闭的端点析构 不会再投递停止回调。同一可执行文件或动态库中的自有端点共享回收线程；该线程 不执行网络业务回调。外部 context 的有效期仍由调用方负责。

协程业务

协程改变异步控制流的写法，不会创建线程或自动分配 CPU 工作。 co_await 在等待操作时释放运行线程，但两个挂起点之间的计算仍占用该线程。 同一 io_context 上的协程可能在另一个运行线程恢复。如果其他操作也访问同一连接 状态，应在 strand 上启动协程；单个顺序协程不能保证其他操作与它串行执行。

这些是选型起点，不是固定性能排名。单个繁忙连接在两种模型中都会被 strand 串行化，增加 IO 线程不能把它的状态机并行化。应测试实际连接分布和回调成本。 首版 arknet 端点提供回调接口；协程基准使用原生 Asio awaitable 和 co_spawn 比较调度模型。公开协程端点 API 延后提供。

由调用方驱动执行

arknet::manual_runtime 在库内持有 context 和 work guard，不启动执行用户 handler 的工作线程。 Asio 的平台服务仍可能使用内部辅助线程，例如 Windows 定时器或 DNS 解析。 由创建线程调用 poll(max_handlers)，例如在应用的 update 循环中派发。 其他线程可以通过标准 Asio executor 投递完成通知：

#include <arknet/base/manual_runtime.hpp>

arknet::manual_runtime runtime;
asio::post(runtime.get_executor(), [] { /* 在调用 poll 的线程中执行。 */ });
runtime.poll(64); // 最多执行 64 个就绪的 Asio handler，不等待新工作。

将 co_spawn 和 timer 绑定到 runtime.get_executor()，协程便在同一线程执行。 操作尚未完成时，持续调用 poll。空闲时 poll 返回 0，后续投递仍可执行，无需重启 runtime。

poll(0) 不执行工作。其他线程调用或重入 poll 会抛出 std::logic_error； handler 抛出的异常向调用方传播，后续仍可继续 poll。 上限统计 Asio handler 个数，不代表执行时间，也不限制 handler 内的内联调用或投递队列容量。

executor 不持有 context 的所有权。请先完成或取消外部操作并停止其投递方，再由拥有者线程销毁 runtime。 正在执行的 poll 会将 context 固定到本次调用返回；释放 runtime 不会取消其 handler。 析构释放尚未执行的捕获，不构成 IO 排空、线程退出或动态库卸载屏障。 请使用 runtime 的 poll 入口，不自行运行或停止其内部 context。 原生端点回调仍由各自的 executor 执行；只有显式转交到该 executor，才会改变回调线程。

Asio 参考文档

• 线程模型
• Strand
• C++20 协程

模型的吞吐量、RTT 和 CPU 对比见性能报告。