C++26 标准引入的 std::execution 库，通过 sender/receiver 模型彻底革新了异步任务调度范式。该模型将异步操作抽象为惰性计算图，仅在实际启动时执行，避免了传统 future/promise 的运行时开销，支持零分配编译期组合，特别适用于高并发任务链如网络 I/O 与计算混合场景。
sender/receiver 核心概念与调度机制
sender 代表异步工作的描述对象，封装操作状态（operation state），通过 connect 与 receiver 绑定后生成可启动的操作状态。receiver 定义完成信号：set_value（成功）、set_error（异常）、set_stopped（取消）。scheduler 作为执行上下文的轻量句柄，提供 schedule 函数生成初始 sender，支持线程池、GPU 流等异构资源。
工程中，先从 stdexec 库（P2300 实现）入手验证。典型静态线程池调度：
#include <stdexec/execution.hpp>
#include <exec/static_thread_pool.hpp>
int main() {
exec::static_thread_pool pool(8); // 8线程池
auto sched = pool.get_scheduler();
auto work = stdexec::schedule(sched) | stdexec::then([] { return compute_heavy(42); });
auto result = stdexec::sync_wait(std::move(work)).value();
}
此链从调度点 schedule 开始，then 附加计算，仅 sync_wait 时展开执行图。相比 std::async，sender 链编译期类型推导，确保零运行时分支。
自定义调度器需满足 scheduler concept：实现 schedule（返回 sender）、execute（同步执行）。落地参数：线程数 = CPU 核心1.5，队列深度 = 任务峰值2（防饥饿），优先级队列支持实时任务。
then/compose 操作链构建复杂调度
then 用于顺序链：前 sender 完成信号转发至后 lambda。compose 通过 when_all/when_any 并行组合：
auto chain = stdexec::when_all(
stdexec::schedule(sched) | stdexec::then([] { return io_read(); }),
stdexec::schedule(sched) | stdexec::then([] { return cpu_bound(); })
) | stdexec::then([](auto&&... results) { /* 聚合 */ });
参数建议：链深度≤10（防栈溢出），when_all 子任务≤64（内存峰值控制），使用 starts_on (sched) 绑定起始调度器，避免跨域迁移开销。
与协程集成：task封装 sender，支持 co_await，提升可读性：
exec::task<int> async_task(auto& sch) {
co_return co_await stdexec::on(sch, stdexec::just(1) | stdexec::then([](int x){ return x*2; }));
}
工程实践：微服务中，IO→计算→写回链路，compose 降低回调地狱。
性能基准与优化阈值
基准测试聚焦吞吐（rps）、尾延迟（P99）。stdexec 静态线程池 8 线程，单对 actor ping-pong 达 10M rps，P99<10ms；i 多 actor 竞争下，4.8M rps（单队列 mutex 保护）。自定义调度器对比 TBB：任务粒度> 1us 时，sender 模型零分配胜出 15%（无 future 构造）。
监控清单：
- 队列长度阈值：>80% 容量→扩池，回滚单线程。
- 延迟直方图：P99>50ms→降级同步。
- CPU 利用：>90%→限流新任务。
- 内存峰值：sender 链预计算大小，超 2GB→拆分。
参数表：
| 参数 | 推荐值 | 场景 |
|---|---|---|
| 线程数 | core*1.2 | CPU 密集 |
| 任务粒度 | 10-100us | 平衡切换 |
| 队列大小 | 1M | 高吞吐 |
| 重试次数 | 3 | 瞬时失败 |
“Mropert 博客中，stdexec 多线程加载游戏资源，较 TBB 提升 20% 启动速度，通过细粒任务基准验证。”（1）
错误处理与回滚策略
receiver 内置 error channel，then 中捕获异常转发。集成 std::stop_token 协作取消：
auto safe_chain = work | stdexec::upon_error([](std::exception_ptr ep) {
try { std::rethrow_exception(ep); } catch(...) { log_error(); }
});
清单：
- 全局 stop_source，超时 5s 请求停止。
- receiver_of<set_error (std::exception_ptr)> 概念约束。
- 熔断阈值：失败率 > 10%（滑动窗 100 任务）→隔离调度器。
- 回滚：降级至单线程 inline 执行，日志栈回溯（std::stacktrace）。
风险：跨域 error 传播丢失上下文→统一 env 注入 trace_id。生产部署：CMake 集成 stdexec，-O3 -march=native，Docker 限 CPU 防 OOM。
实际落地如游戏引擎异步加载：自定义 io_scheduler（epoll），compose 渲染 / 物理任务，基准 P95<20ms，确保丝滑体验。
资料来源：
- std::execution cppreference：定义 sender/receiver 概念与算法。“执行控制库提供了用于在通用执行资源上管理异步执行的框架。”（2）
- P2300R10 提案：详尽 API 规范。
- stdexec GitHub：基准代码与线程池实现。
- https://mropert.github.io/2025/11/21/trying_out_stdexec/：工程基准案例。