协程(协程和线程的区别)硬核推荐

什么是进程和线程有一定基础的小伙伴们肯定都知道进程和线程。

进程是什么呢？直白地讲，进程就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，就是开启了一个进程进程拥有代码和打开的文件资源、数据资源、独立的内存空间有人会认为，要提升CPU的利用率，可以开多个进程，但是开多个进程的话，进程间通讯是个比较麻烦的事情（进程之间地址空间是独立的，需要通过其他方式，例如：管道来解决）。

相反，线程之间是可以实现数据共享的，因为线程之间使用的是同一个地址空间线程又是什么呢？线程又叫做轻量级进程，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，也可以有更多的子线程。

多个线程共享所属进程的资源，同时线程也拥有自己的专属资源、拥有自己的栈空间线程间通信主要通过共享内存，上下文切换很快，资源开销较少，但相比进程不够稳定容易丢失数据线程和进程一样都是由操作系统的调度器来统一调度，线程本身的数据结构需要占用内存，频繁创建和销毁线程会加大系统的压力。

另外，线程太多，系统调度的开销也会增大基于上面的情况，提出了线程池解决方案，在初始化的时候批量创建线程，然后用户后续通过队列等方式提交业务逻辑，线程池中的线程进行逻辑的消费工作，这样就可以在操作的过程中降低线程创建和销毁的开销，但是调度的开销还是存在的。

有人给出了很好的归纳：对操作系统来说，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，就算开多个线程来处理，也未必能提升CPU的利用率，反而会增加线程切换的开销另外，多线程之间假如存在临界区或者共享数据，那么同步的开销也是不可忽视的。

协程，正好可以解决上面的相关问题。

这个时候我们的主角 协程 就要登场了协程，英文Coroutines，是一种比线程更加轻量级的存在正如一个进程可以拥有多个线程一样，一个线程也可以拥有多个协程协程的调度完全由用户控制协程拥有自己的寄存器上下文和栈。

协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，直接操作栈则基本没有内核切换的开销，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快协程与线程主要区别是它将不再被内核调度，而是交给了程序自己而线程是将自己交给内核调度，所以也不难理解golang中调度器的存在。

协程定义：协程是轻量级线程在一个用户线程上可以跑多个协程，这样就提高了单核的利用率协程不像进程或者线程，可以让系统负责相关的调度工作，协程是处于一个线程中，系统是无感知的，所以需要在该线程中阻塞某个协程的话，就需要手工进行调度。

协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制。一个线程可以拥有多个协程，协程不是被操作系统内核所管理，而完全是由程序所控制。与其让操作系统调度，不如我自己来，这就是协程

要在用户线程上实现协程是一件很难受的事情，原理类似于调度器根据条件的改变不停地调用各个协程的callback机制，但是前提是大家都在一个用户线程下要注意，一旦有一个协程阻塞，其他协程也都不能运行了因此要处理好协程。

最重要的是，协程不是被操作系统内核所管理，而完全是由程序所控制（也就是在用户态执行）。这样带来的好处就是性能得到了很大的提升，不会像线程切换那样消耗资源。

这段代码十分简单，即使没用过python的小伙伴应该也能基本看懂代码中创建了一个叫做consumer的协程，并且在主线程中生产数据，协程中消费数据其中yield 是python当中的语法当协程执行到yield关键字时，会暂停在那一行，等到主线程调用send方法发送了数据，协程才会接到数据继续执行。

但是，yield让协程暂停，和线程的阻塞是有本质区别的协程的暂停完全由程序控制，线程的阻塞状态是由操作系统内核来进行切换因此，协程的开销远远小于线程的开销协程的应用有哪些编程语言应用到了协程呢？我们举几个栗子：。

Lua语言Lua从5.0版本开始使用协程，通过扩展库coroutine来实现Python语言正如刚才所写的代码示例，python可以通过 yield/send 的方式实现协程在python 3.5以后， async/await 成为了更好的替代方案。

Go语言Go语言对协程的实现非常强大而简洁，可以轻松创建成百上千个协程并发执行Java语言如上文所说，Java语言并没有对协程的原生支持，但是某些开源框架模拟出了协程的功能，有兴趣的小伙伴可以看一看Kilim框架

的源码：总结：多进程的出现是为了提升CPU的利用率，特别是I/O密集型运算，不管是多核还是单核，开多个进程必然能有效提升CPU的利用率而多线程则可以共享同一进程地址空间上的资源，为了降低线程创建和销毁的开销，又出现了线程池的概念，最后，为了提升用户线程的最大利用效率，又提出了协程的概念。

通信方式：

线程的生命周期创建：线程从创建到被cpu执行之前的这个阶段就绪：指线程已具备各种执行条件，一旦获取cpu便可执行运行：表示线程正获得cpu在运行阻塞：指线程在执行中因某件事而受阻，处于暂停执行的状态，阻塞的线程不会去竞争cpu。

终止：线程执行完毕，接下来会释放线程占用的资源。

进程调度算法

本文来自博客园，作者：孙龙-程序员，转载请注明原文链接：https://www.cnblogs.com/sunlong88/p/16267055.html