进程,线程和协程有什么区别和联系,进程和线程和协程的区别

　　什么是进程和线程？

　　有一定基础的朋友一定都懂流程和线程。

　　流程是怎样的？

　　坦率地说，进程是应用程序的启动实例。比如我们运行一个游戏，打开一个软件，就启动了一个进程。

　　拥有进程代码和开放的文件资源、数据资源和独立的内存空间。

　　有人认为，要提高CPU利用率，可以开多个进程，但如果开多个进程，进程间通信就麻烦了(进程间的地址空间是独立的，需要通过管道等其他方式解决)。

　　相反，线程之间可以实现数据共享，因为线程使用相同的地址空间。

　　什么是线程？

　　线程也称为轻量级进程，是CPU调度的最小单位。线程从属于进程，是程序的实际执行者。

　　一个进程至少包含一个主线程，或者可以有多个子线程。

　　多个线程共享自己进程的资源，每个线程都有自己的独占资源和自己的堆栈空间。

　　线程间通信主要是通过共享内存，上下文切换快，资源开销低，但相比不稳定的进程，容易丢失数据。

　　线程和进程一样，由操作系统的调度程序统一调度。线程本身的数据结构需要占用内存，频繁的创建和销毁线程会增加系统的压力。另外，如果线程太多，系统调度的开销也会增加。

　　基于上述情况，提出了线程池解决方案，在初始化时批量创建线程，然后用户通过队列提交业务逻辑，线程池中的线程消耗逻辑，可以减少运行过程中创建和销毁线程的成本，但调度的成本仍然存在。

　　有人做了很好的总结：

　　对于操作系统来说，线程是最小的执行单元，进程是最小的资源管理单元。

　　在多核场景下，如果是I/O密集型场景，即使打开多个线程进行处理，也未必能提高CPU利用率，反而会增加线程切换的开销。此外，如果多线程之间存在临界区或共享数据，同步的开销也不能忽略。

　　谢成正好可以解决上述相关问题。

　　这时候我们的主角谢承就要上台了。

　　协同进程，英文Coroutines，是一个比线程更轻量级的存在。正如一个进程可以有多个线程一样，一个线程也可以有多个协程。协调过程的调度完全由用户控制。协同进程有自己的寄存器上下文和堆栈。当协调调度切换时，寄存器上下文和堆栈被保存到其他地方，当它被切换回来时，先前保存的寄存器上下文和堆栈被恢复。栈的直接操作基本没有内核切换开销，全局变量可以不加锁访问，所以上下文切换非常快。协程和线程的主要区别是不再由内核调度，而是交给程序本身，线程再把自己交给内核调度，这样就不难理解golang中调度器的存在了。

　　教练定义：教练是一个轻量级的线程。

　　多个协程可以在一个用户线程上运行，这提高了单核的利用率。与进程或线程不同，协程可以让系统负责相关的调度工作。协程在一个线程中，系统不知道，所以如果一个协程需要在线程中被阻塞，需要手动调度。

　　教练是用户态的轻量级线程，其调度完全由用户控制。一个线程可以有多个协程，协程不是由操作系统内核管理，而是完全由程序控制。与其让操作系统来调度，不如我自己来。这是协同过程。

　　很难在用户线程上实现协同程序。原理类似于调度器根据条件的变化不断调用每个协程的回调机制，但前提是大家都在同一个用户线程里。需要注意的是，一旦一个协同学被屏蔽，其他协同学就跑不了了。因此，我们应该处理协调过程。

　　最重要的是，协程不是由操作系统内核管理，而是完全由程序控制(即在用户态执行)。

　　这样做的好处是性能大大提升，不会像线程切换一样消耗资源。

　　这段代码非常简单，即使是没用过python的朋友也应该能基本看懂。

　　该代码创建了一个名为consumer的协程，它在主线程中产生数据，并在协程中消费数据。

　　Yield是python中的语法。当协程执行到yield关键字时，它将在那一行暂停。当主线程调用send方法发送数据时，协程将接收数据并继续执行。

　　然而，yield停止进程和线程阻塞之间有一个基本的区别。进程的暂停完全由程序控制，线程的阻塞状态由操作系统内核切换。

　　所以协程的开销远远小于线程。

　　协同过程的应用

　　协同学应用过哪些编程语言？举几个栗子吧：

　　卢阿语

　　Lua从5.0版本开始使用协程，通过扩展库协程来实现。

　　Python语言

　　就像刚才写的代码例子一样，python可以通过yield/send实现协同。在python 3.5之后，async/await成为了更好的选择。

　　Go语言

　　Go语言对于协程的实现非常强大和简洁，它可以轻松地创建数百个协程并并发执行。

　　java 3d

　　如上所述，Java语言没有协同学的原生支持，但是一些开源框架模拟了协同学的功能。感兴趣的伙伴可以看看Kilim框架的源代码：

　　摘要：多进程似乎可以提高CPU的利用率，尤其是对于I/O密集型操作。不管是多核还是单核，开放多个进程势必有效提高CPU的利用率。多线程可以共享同一进程地址空间中的资源。为了降低创建和销毁线程的成本，线程池的概念再次出现。最后，为了提高用户线程的最大利用效率，提出了协程的概念。

　　通信模式：

　　线程的生命周期

　　创建：从线程创建到cpu执行的阶段。

　　就绪：线程有各种执行条件，一旦获取cpu就可以执行。

　　Run:表示线程正在让cpu运行。

　　阻塞：是指一个线程在执行过程中被什么东西阻塞了，处于挂起状态。被阻塞的线程不会竞争cpu。

　　终止：线程执行完毕后，线程所占用的资源将被释放。

　　进程调度算法

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