Rustとコルーチンと非同期I/O

歴史

• 昔はスケジューラ実装にsegment stackを使っていた(libgreenを同梱)
• 1.0なる前にやめた
• libgreenをライブラリとして分離 (しかしメンテされず...)

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ライブラリ

libgreen以降に実装がいくつか

• context-rs/coroutine-rs
• libfringe

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context-rs/coroutine-rs

• どちらもzonyitooさんが書かれたもの
• Boost.{Context,Coroutine}の移植

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libfringe

• パフォーマンスがよいらしい
  • なんでかよくわからん、、XMMあたりも保存レジスタ指定入っとるし...
  • 分岐予測ミス回避のために ret でなく jmp+pop にしてるとかはあった
• primitiveなcontext-rs相当とGeneratorのようないいかんじのやつ

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libfringe (Cont.)

• Generatorの実装 (READMEのやつ)

extern crate fringe;

use fringe::{OsStack, Generator};

fn main() {
  let stack = OsStack::new(1 << 16).unwrap();
  let mut gen = Generator::new(stack, move |yielder, ()| {
    for i in 1..4 { yielder.suspend(i) }
  });

  println!("{:?}", gen.resume(())); // Some(1)
  println!("{:?}", gen.resume(())); // Some(2)
  println!("{:?}", gen.resume(())); // Some(3)
  println!("{:?}", gen.resume(())); // None
}

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コルーチン使いどころ

• よくあるのが非同期I/Oと合わせて使う
• オリジナルはRuss Coxのlibtask?
  • もっと前からありそう

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非同期I/O

• high performaceなサーバを書くのに必須
• コルーチンでI/O待ちを減らしたい
  • EWOULDBLOCK/EAGAINでスレッドを切り替え

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Rustと非同期I/O

• mio(epoll/kqueueとかの薄い抽象化レイヤ)がデファクト
• 最近mioの上にtokio-rs/futuresなどなんかイケてるやつがのってる

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mioco (mio + coroutine-rs)

• 一番star多いしたぶんなんかすごい, zmq-rsとかで使われてる

coio-rs (mio + coroutine-rs)

• 内部のスケジューラにChase-Lev's deque使ってる, flowggerというfluentd-likeなやつで使われてる

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miocoを例に

mioco::start(|| -> io::Result<()> {
        let listener = try!(TcpListener::bind(&addr));
        loop {
            let mut conn = try!(listener.accept());
            mioco::spawn(move || -> io::Result<()> {
                let mut buf = [0u8; 1024 * 16];
                loop {
                    let size = try!(conn.read(&mut buf));
                    if size == 0 {/* eof */ break; }
                    let _ = try!(conn.write_all(&mut buf[0..size]));
                }
                Ok(())
            });
        }
    }).unwrap().unwrap();

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mioco (Cont.)

• mioco::spawnで軽量スレッド生成からスケジューラ登録まで
• パッと見はブロックしそうだけどうまく動くらしい
• 複数OSスレッドの例もexampleにあった(各OSスレッドがacceptorを持つ形)
  • Rustなのでマルチスレッド拡張も容易？
  • スレッドごとにeventloopもつっぽい

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まとめ (まとまっていない)

• 非同期I/O+コルーチンなライブラリがぽつぽつ出てきた
• high performaceな鯖書くための部品が揃ってきた感ある
• 使っていきたみが高まっている