进程，线程，协程

并发和并行：

最早的计算机，每次只能执行一个程序，别的都得等着。到后来，计算机运算速度提高了，于是就想要同一时间执行那么三五个程序，几个程序能一块跑一跑。特别是UI什么的，别跑个程序得排队等着。于是就有了并发。

从程序员的角度可以看成是多个独立的逻辑流。把单cpu时间分片，能快速的切换逻辑流，看起来像是大家一块跑的。这个时候内存其实是共享的。后来一电脑上有了好几个cpu，好咧，大家都别闲着，可以一块跑。就是所谓的并行。

进程：

但是一块跑也有问题。我的程序计算到一半，刚把多次方程解到最后一步，你突然插进来，我的中间状态咋办，我用来储存的内存被你覆盖了咋办？所以跑在一个cpu里面的并发都需要处理上下文切换的问题。进程就是这样抽象出来个一个概念，搭配虚拟内存、进程表之类的东西，用来管理独立的程序运行、切换。

因为程序的使用涉及大量的计算机资源配置，把这活随意的交给用户程序，容易让整个系统被搞挂，资源分配也很难做到相对的公平。所以就出现了操作系统，核心的操作需要陷入内核(kernel)，切换到操作系统，让内核来做。

进程的切换需要做以下操作：

1. 切换页全局目录（Page Global Directory）来加载一个新的地址空间，实际上就是加载新进程的cr3寄存器值。
2. 切换内核堆栈和硬件上下文，这些包含了内核执行一个新进程的所有信息，包含了CPU寄存器。

线程：

有的时候碰着I/O访问，阻塞了后面所有的计算。空着也是空着，内核就直接把CPU切换到其他进程，让人家先用着。当然除了I\O阻塞，还有时钟阻塞等等。

一开始大家都这样弄，后来发现不成，太慢了。为啥呀，一切换进程得反复进入内核，置换掉一大堆状态。进程数一高，大部分系统资源就被进程切换给吃掉了。

后来搞出线程的概念，大致意思就是，这个地方阻塞了，但我还有其他地方的逻辑流可以计算，这些逻辑流是共享一个地址空间的，不用特别麻烦的重新加载地址空间，页表缓冲区，只要把寄存器刷新一遍就行，能比切换进程开销少点。

进程和线程切换时的对比：

协程：

如果连时钟阻塞、 线程切换这些功能我们都不需要了，自己在进程里面写一个逻辑流调度的东西。那么我们即可以利用到并发优势，又可以避免反复系统调用，还有进程切换造成的开销，分分钟给你上几千个逻辑流不费力。这就是用户态线程。

从上面可以看到，实现一个用户态线程有两个必须要处理的问题：

• 一是碰着阻塞式I\O会导致整个进程被挂起；
• 二是由于缺乏时钟阻塞，进程需要自己拥有调度线程的能力。

如果一种实现使得每个线程需要自己通过调用某个方法，主动交出控制权。那么我们就称这种用户态线程是协作式的，即是协程。协程的做法很像早期操作系统的协作式多任务。

协作式多任务：

当任务得一个到了 CPU 时间，除非它自己放弃使用 CPU ，否则将完全霸占 CPU。win3.x就是这个方式。

但是，对于操作系统来说，这种做法会让系统不稳定。因为操作系统管理者整个计算机的资源，这个做法容易让系统失去控制（比如用户程序的一个死循环），因此，现在的操作系统都是用的是抢占式多任务。而在一个程序内，使用协作式的方法是可行的，因为自己的程序可以自己控制。

可以这么理解：协程就是在用户程序中实现了协作式任务调度。

总结：

三种调度的技术虽然有相似的地方，但并不冲突。

进程调度可以很好的控制资源分配，线程调度让进程内部不因某个操作阻塞而整体阻塞。协程则是在用户态来优化程序，让程序员以写同步代码的方式写出异步代码般的效率。