Lua层消息处理机制在lualib/skynet.lua，提供大部分Lua层的api（最终会调用到c层的api），包括启动一个snlua服务时Lua层的处理，创建新服务，注册服务协议，如何发送消息，如何处理对方发过来的消息等。本篇主要介绍消息处理机制，从而理解skynet如何实现高并发。

为了简化，代码里用到的coroutine_resume，coroutine_yield看成coroutine.resume，coroutine.yield即可。

local coroutine_resume = profile.resumelocal coroutine_yield = profile.yield

1. 协程

coroutine.create，创建一个co，唯一的参数是co要执行的闭包f，此时是不会执行闭包f的

coroutine.resume，执行一个co，第一个参数是co的句柄，如果是第一次执行，其他参数是传递给闭包f的。co启动后，一直执行直到它终止或让出。正常终止，返回true和闭包f的返回值；发生错误异常终止，则返回false和错误信息

coroutine.yield，使co暂停，让出执行权。对应最近的resume会立刻返回，返回true和yield的参数。下一次resume同一个co时，会从让出点继续执行，此时，yield的调用会立刻返回，返回值为resume除第一个参数之外的其他参数

引用Lua文档介绍协程coroutine(简称co)的经典例子，可以看出，co可以被不断的暂停和重启。skynet广泛使用co，当发送一个rpc请求时会暂停当前co，等对方返回时又重启co。

2. skynet创建协程的方式

先阐述下skynet创建协程(co)的方式，通过co_create(f)这个api创建一个协程，这段代码非常有意思。为了性能，skynet会把创建的co放到缓存里(第9行)，当协程执行完流程(闭包f)后不会终止，而是暂停(第10行)。当调用者调用co_create这个api时，如果缓存里没有，通过coroutine.create创建一个co，此时是不会执行闭包f，然后在某个时刻(通常是收到消息调用消息分发skynet.dispatch_message)会重启(附带需要的参数)这个co，co接着执行闭包f(第6行)，最后暂停以等待下一次使用，对应最近的resume返回true和“EXIT”(第10行)；如果是一个复用的co，重启co(第15行，参数是将要执行的闭包f)，yield会立刻返回把闭包赋值给f(第10行)，在11行又暂停，同样在某个时刻会重启(附带需要的参数)这个co，co接着执行闭包f(第11行)，最后又在第10行暂停等待下一次使用。

1 -- lualib/skynet.lua2 local function co_create(f)3local co = table.remove(coroutine_pool)4if co == nil then5 co = coroutine.create(function(...)6 f(...)7 while true do8 f = nil9 coroutine_pool[#coroutine_pool+1] = co10 f = coroutine_yield "EXIT"11 f(coroutine_yield())12 end13 end)14else15 coroutine_resume(co, f)16end17return co18 end

推荐一个Skynet视频讲解：/course/2806743?flowToken=1030833，讲解详细还有文档资料配套学习，新手老牛都可以看看的哦。

3. 如何处理Lua层消息

了解了co_create的原理后，接下来以服务A向服务B发一条消息为例说明skynet是如何处理Lua层消息：

-- A.lualocal skynet = require "skynet"skynet.start(function()print(skynet.call("B", "lua", "aaa"))end)

-- B.lualocal skynet = require "skynet"require "skynet.manager"skynet.start(function()skynet.dispatch("lua", function(session, source, ...)skynet.ret(skynet.pack("OK"))end)skynet.register "B"end)

在服务启动最后会调用skynet.start，skynet.start调用skynet.timeout，在timeout里会创建一个co(12行)，称之为服务的主协程co1，此时co1不会执行

1 -- lualib/skynet.lua2 function skynet.start(start_func)3c.callback(skynet.dispatch_message)4skynet.timeout(0, function()5skynet.init_service(start_func)6end)7 end8 9 function skynet.timeout(ti, func)10local session = c.intcommand("TIMEOUT",ti)11assert(session)12local co = co_create(func)13assert(session_id_coroutine[session] == nil)14session_id_coroutine[session] = co15 end

定时器被触发（因为定时器设置是0，所以下一帧就触发）会向服务发送一条“RESPONSE”类型(PTYPE_RESPONSE=1)的消息

// skynet-src/skynet_timer.cstatic inline voiddispatch_list(struct timer_node *current) {...message.sz = (size_t)PTYPE_RESPONSE << MESSAGE_TYPE_SHIFT;...}

服务收到消息后，调用消息分发api，由于消息类型是RESPONSE，最终会执行到第7行。重启主协程co1，执行co1的闭包f(这里是skynet.init_service(start_func))，如果闭包f里没有暂停的操作，待闭包f成功运行完，co1暂停，resume会返回true和"EXIT"，接下来，第7行就变成，suspend(co, true, "EXIT")

1 -- luablib/skynet.lua2 local function raw_dispatch_message(prototype, msg, sz, session, source)3-- skynet.PTYPE_RESPONSE = 1, read skynet.h4if prototype == 1 then5 local co = session_id_coroutine[session]6 ...7 suspend(co, coroutine_resume(co, true, msg, sz))8...9 end

然后，调用suspend，由于类型是"EXIT"，做一些清理工作即可。

-- lualib/skynet.luafunction suspend(co, result, command, param, size)...elseif command == "EXIT" then-- coroutine exitlocal address = session_coroutine_address[co]if address thenrelease_watching(address)session_coroutine_id[co] = nilsession_coroutine_address[co] = nilsession_response[co] = nilend...end

当闭包f里有暂停操作，比如A服务向B服务发送消息skynet.call("B", "lua", "aaa")，这里分别讲解A服务和B服务是如何处理的：

对于A服务：

首先在c层把消息发送出去（第14行，把消息push到目的服务的次级消息队列），然后暂停co1，resume返回true，"CALL"和session值

1 -- lualib/skynet.lua2 local function yield_call(service, session)3watching_session[session] = service4local succ, msg, sz = coroutine_yield("CALL", session)5watching_session[session] = nil6if not succ then7 error "call failed"8end9return msg,sz10 end11 12 function skynet.call(addr, typename, ...)13local p = proto[typename]14local session = c.send(addr, p.id , nil , p.pack(...))15if session == nil then16 error("call to invalid address " .. skynet.address(addr))17end18return p.unpack(yield_call(addr, session))19 end

然后调用suspend(co, true, "CALL", session)，类型是"CALL"，以session为key，co为value保存在session_id_coroutine里，以便当B服务对A的请求返回后，根据session找到对应的co，从而可以重启co

1 -- lualib/skynet.lua2 function suspend(co, result, command, param, size)3...4if command == "CALL" then5 session_id_coroutine[param] = co6...7 end

当A收到B的返回消息时，调用消息分发api，根据session找到对应的co(即主协程co1)，从上一次暂停点重启它，下面这一行代码yield会立刻返回，打印出B返回的结果print(...)(A.lua)，此时执行完co1整个流程，返回true和“EXIT”给suspend，对co1做一些清理工作。

local succ, msg, sz = coroutine_yield("CALL", session)

稍微改一下A.lua，co1执行闭包f流程中通过fork创建一个协程（称为co2），由于co1没有暂停，会一直执行完整个流程。此时co2并没有执行。

1 -- A.lua2 local skynet = require "skynet"3 4 skynet.start(function()5skynet.fork(function()6 print(skynet.call("B", "lua", "aaa"))7end)8 end)

1 -- lualib/skynet.lua2 function skynet.fork(func,...)3local args = table.pack(...)4local co = co_create(function()5 func(table.unpack(args,1,args.n))6end)7table.insert(fork_queue, co)8return co9 end

消息分发api做的第二件事是处理fork_queue里的co。所以收到定时器发送回来的消息后做的第二件事是重启co2，向B服务发送消息后暂停co2，直到B返回时再重启co2。

1 -- lualib/skynet.lua2 function skynet.dispatch_message(...)3... 4local fork_succ, fork_err = pcall(suspend,co,coroutine_resume(co))5...6 end

对于B服务：

收到A服务的消息后调用消息分发api，创建一个co(第12行)，co要执行的闭包f是已注册的消息回调函数p.dispatch(第4行)，然后通过resume重启它(第15行)

1 -- lualib/skynet.lua2 local function raw_dispatch_message(prototype, msg, sz, session, source)3... 4local f = p.dispatch5if f then6 local ref = watching_service[source]7 if ref then8 watching_service[source] = ref + 19 else10 watching_service[source] = 111 end12 local co = co_create(f)13session_coroutine_id[co] = session14 session_coroutine_address[co] = source15 suspend(co, coroutine_resume(co, session,source, p.unpack(msg,sz)))16...17 end

执行skynet.ret(skynet.pack("OK"))，调用yield暂停它(第4行)，最近的resume返回，上面第15行变成suspend(co, true, "RETURN", msg, sz)

1 -- lualib/skynet.lua2 function skynet.ret(msg, sz)3msg = msg or ""4return coroutine_yield("RETURN", msg, sz)5 end

当command=="RETURN"时，做两件事：1. 向源地址（即A服务）发送返回消息（第5行）；2. 重启co（第7行），co从skynet.ret返回，然后B服务的消息回调函数（p.dispatch）执行完，co的闭包f全部执行完放入缓存中，返回true和“EXIT“给suspend

1 -- lualib/skynet.lua2 function suspend(co, result, command, param, size) 3...4elseif command == "RETURN" then5 ret = c.send(co_address, skynet.PTYPE_RESPONSE, co_session, param, size) ~= nil6 ...7 return suspend(co, coroutine_resume(co, ret))8...9 end

至此，就是Lua层消息处理的整个流程。

4. 异常处理

在一些情况下需要做异常处理，比如没有注册对应消息类型的协议，没有提供消息回调函数，执行co过程中发生错误等。当一个服务处理一条消息的过程发生异常，必须要做两件事：1. 异常终止当前co；2. 通知消息发送方，而不是让对方一直忙等待。

当执行co过程中发生错误时，resume第一个返回值是false，调用suspend，向对方发送一条PTYPE_ERROR类型消息（第9行），然后抛出异常，终止当前co（第14行）。

1 -- lualib/skynet.lua2 function suspend(co, result, command, param, size)3if not result then4 local session = session_coroutine_id[co]5 if session then -- coroutine may fork by others (session is nil)6 local addr = session_coroutine_address[co]7 if session ~= 0 then8 -- only call response error9 c.send(addr, skynet.PTYPE_ERROR, session, "")10 end11 session_coroutine_id[co] = nil12 session_coroutine_address[co] = nil13 end14 error(debug.traceback(co,tostring(command)))15end16...17 end

大部分异常情况下，都会向对方发送一条PTYPE_ERROR类型消息通知对方，当收到PYTPE_ERROR类型消息，会调用_error_dispatch，把error_source记录在dead_service里，把error_session记录在error_queue里

1 -- lualib/skynet.lua2 local function _error_dispatch(error_session, error_source)3if error_session == 0 then4 -- service is down5 -- Don't remove from watching_service , because user may call dead service6 if watching_service[error_source] then7 dead_service[error_source] = true8 end9 for session, srv in pairs(watching_session) do10 if srv == error_source then11 table.insert(error_queue, session)12 end13 end14else15 -- capture an error for error_session16 if watching_session[error_session] then17 table.insert(error_queue, error_session)18 end19end20 end

在suspend最后会调用dispatch_error_queue处理error_queue，通过session查找到正在等待的co，然后强制终止它，保证co不会一直忙等待。

1 -- lualib/skynet.lua2 local function dispatch_error_queue()3local session = table.remove(error_queue,1)4if session then5 local co = session_id_coroutine[session]6 session_id_coroutine[session] = nil7 return suspend(co, coroutine_resume(co, false))8end9 end

5. 总结

一次同步的rpc请求的流程如下图。当一个服务当前co暂停时，可以去执行服务里其他co的流程，N个co之间可以交叉执行，一个co暂停并不会影响其他co的执行，最大化提供计算能力，实现高并发。