对进程、线程、协程的思考

最近在研究协程，产生了几个疑问

1. 为什么协程能提升性能？
2. 单核CPU是不是同一时刻只能运行一个线程？
3. 协程产生的背景是什么？

为了解决这些疑惑，我觉得应该先从操作系统的进程、线程开始入手

进程

进程产生的背景：计算机在运行任务，任务进入阻塞状态时（I\O阻塞），此时不希望一直等待产生系统性能浪费，是否可以运行其他的任务，在切换回原来的任务时，是否可以继续之前的进度执行？

进程的概念由此产生，进程是用来描述任务在计算机系统中的状态，进程中存储了任务的上下文信息，用于进程切换恢复。

那是否可以用户来控制进程切换呢？

答案肯定是不可以的，如果用户控制进程使用，可能会让某个任务长期占有CPU资源不释放，导致其他任务无法进行，或是让系统崩溃。所以进程的切换应交由内核来控制。

现在我们产生了另外一个问题，因为进程之间是相互独立的，进程中保存了上下文信息，频繁切换进程会导致内核要频繁置换状态，切换进程会产生大量的资源浪费，怎么才能解决这个问题呢？

线程

线程就由此产生了，线程是属于进程的，同一个进程下多个线程共用了进程资源，而且线程占用的资源要远小于进程。现在进行线程任务切换，只需要刷新寄存器的状态（保存当前线程的工作变量），但此时线程切换还是由内核来控制。

是否线程切换不需要了，在进程中写逻辑流调度的东西，这样就可以进行高并发，同时避免系统频繁调用产生的开销

协程

协程就是用户态的线程。协程属于线程，同一个线程下多个协程共享资源，由程序来控制逻辑流切换，具体需要协程通过某个指令，主动上交控制权，执行其他线程任务。

协程特点：占用资源小，线程内共享资源，用户态线程。

多线程

为什么要实现多线程？

线程是CPU调度的最小单位。

多线程的出现是有多任务并行执行的需要，比如我们需要在编辑文档的同时，也可以听音乐，如果是单线程执行，那就在编辑文档的同时，只能挂起音乐任务了，这样显然不能达到我们的目的。

同时多核CPU、多处理器的计算机的出现，也使得多线程也成为一种趋势。多线程能更好的利用CPU的效率，能让多个任务并行。