[图]Thread, process, coroutine
2019-07-03
这是 herongwei 的第 74 篇原创
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前言
进程、线程、协程的概念和区别傻傻分不清？希望这篇文章能帮助你。
1、举一个贴近现实生活的例子
贺老板，想要开个工厂，进行生产某件商品（例如手机壳）。
他需要花一些财力物力制作一条生产线，这个生产线上有很多的器件以及材料，这些所有的为了能够生产手机壳而准备的资源称之为：进程
只有生产线是不能够进行生产的，所以贺老板必须找个工人来进行生产，这个工人能够利用这些材料最终一步步的将手机壳做出来，这个负责具体事情的工人称之为：线程
贺老板为了提高生产率，想到 3 种办法：
（1）在这条生产线上多招些工人，一起来做手机壳，这样效率达到成倍増长。
这就是单进程多线程方式。
（2）贺老板发现，这条生产线上的工人不是越多越好，因为一条生产线的资源以及材料毕竟有限，所以贺老板又花了些财力物力购置了另外一条生产线，然后再招些工人，这样效率又一步提高了。
这就是多进程多线程方式。
（3）有一天，贺老板发现，现在已经有了很多条生产线，并且每条生产线上已经有很多工人了（可以类比于程序是多进程的，每个进程中又有多个线程）。
为了再次提高效率，贺老板做了一个规定：如果某个员工在上班时临时没事或者在等待某些条件（比如等待另一个工人生产完某道工序 之后他才能再次工作），那么这个员工就利用这个时间去做其它的事情，也就是说：如果一个线程等待某些条件，可以充分利用这个时间段去做其它事情。
其实这就是：协程方式。
2、总结
1. 进程和线程的区别
（1）基本单位
进程是资源分配的基本单位。
进程控制块 (Process Control Block, PCB) 描述进程的基本信息和运行状态。
PCB 是为了管理进程设置的一个数据结构。是系统感知进程存在的唯一标志。
通常包含如以下的信息：
- 进程标识符(唯一)；
- 进程当前状态，通常同一状态的进程会被放到同一个队列；
- 进程的程序和数据地址；
- 进程资源清单。列出所拥有的除 CPU 以外的资源记录；
- 进程优先级。反应进程的紧迫程度；
- CPU 现场保护区。记录中断时的 CPU 状态；
- 进程队列的 PCB 的链接字；
- 进程相关的其他信息。如占用 CPU 多长时间等。
所谓的创建进程和撤销进程，都是指对 PCB 的操作。
线程是独立调度的基本单位。
一个进程中可以有多个线程，它们共享进程资源。
QQ 和浏览器是两个进程，浏览器进程里面有很多线程，例如 HTTP 请求线程、事件响应线程、渲染线程等等，线程的并发执行使得在浏览器中点击一个新链接从而发起 HTTP 请求时，浏览器还可以响应用户的其它事件。
（2）拥有资源
进程是资源分配的基本单位，但是线程不拥有资源，线程可以访问隶属进程的资源。
（3）调度
线程是独立调度的基本单位，在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换，从一个进程中的线程切换到另一个进程中的线程时，会引起进程切换。
（4）系统开销
由于创建或撤销进程时，系统都要为之分配或回收资源，如内存空间、I/O 设备等，所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。类似地，在进行进程切换时，涉及当前执行进程 CPU 环境的保存及新调度进程 CPU 环境的设置，而线程切换时只需保存和设置少量寄存器内容，开销很小。
（5）通信方面
线程间可以通过直接读写同一进程中的数据进行通信，但是进程通信需要借助 IPC。
2. 协程和线程的区别
协程和线程的区别是：协程避免了无意义的调度，由此可以提高性能，但也因此，程序员必须自己承担调度的责任，同时，协程也失去了标准线程使用多 CPU 的能力。
3. 三者的区别
进程拥有自己独立的堆和栈，既不共享堆，亦不共享栈，进程由操作系统调度。
线程拥有自己独立的栈和共享的堆，共享堆，不共享栈，线程亦由操作系统调度(标准线程是的)。
协程和线程一样共享堆，不共享栈，协程由程序员在协程的代码里显示调度。
协程切换任务资源很小，效率高。
多进程、多线程根据 cpu 核数不一样可能是并行的，但是协程是在一个线程中，所以是并发运行。
今天的知识点，你学会了吗？
关于进程、线程、协程，我也是略懂皮毛，有问题，欢迎和我一起交流~
参考：
https://github.com/CyC2018/CS-Notes/tree/master/docs/notes
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