基础概念
一、什么是进程
进程 是系统进行资源分配和调度的基本单位，是操作系统结构的基础。进程是程序基本执行的实体。进程与进程直接是完全独立的，拥有完全独立的地址空间。进程的切换只发生在内核态，由操作系统调度。
二、什么是线程
线程 是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
默认情况下，线程栈的大小为1MB。在VS2010的默认情况下，32位程序可以申请的堆大小最大是2G。实际上只能小于2G，所以在线程开到2000多个以上，会报Stack Overflow的错误。而64位程序，如果没有虚拟内存（硬盘）的支持，则可以使用128G的内存（比如说，你有8G内存，就可以使用8G内存）。而如果你把虚拟内存开启，则可以理论上得到16TB的内存使用大小[2].
内核级线程
- 线程的创建、撤销和切换等，都需要内核直接实现，即内核了解每一个作为可调度实体的线程。
- 这些线程可以在全系统内进行资源的竞争。
- 内核空间内为每一个内核支持线程设置了一个线程控制块（TCB），内核根据该控制块，感知线程的存在，并进行控制。
在一定程度上类似于进程，只是创建、调度的开销要比进程小。有的统计是1：10
用户级线程
- 用户级线程仅存在于用户空间。——>对比内核(3)
- 内核并不能看到用户线程。——>重要的区别
- 内核资源的分配仍然是按照进程进行分配的；各个用户线程只能在进程内进行资源竞争。
Linux历史上线程的3种实现模型
- 多对一用户线级程模型，多对一线程模型中，线程的创建、调度、同步的所有细节全部由进程的用户空间线程库来处理。用户态线程的很多操作对内核来说都是透明的，因为不需要内核来接管，这意味不需要内核态和用户态频繁切换。线程的创建、调度、同步处理速度非常快。当然线程的一些其他操作还是要经过内核，如IO读写。这样导致了一个问题：当多线程并发执行时，如果其中一个线程执行IO操作时，内核接管这个操作，如果IO阻塞，用户态的其他线程都会被阻塞，因为这些线程都对应同一个内核调度实体。在多处理器机器上，内核不知道用户态有这些线程，无法把它们调度到其他处理器，也无法通过优先级来调度。这对线程的使用是没有意义的！
- 一对一内核极线程模型 ，一对一模型中，每个用户线程都对应各自的内核调度实体。内核会对每个线程进行调度，可以调度到其他处理器上面。当然由内核来调度的结果就是：线程的每次操作会在用户态和内核态切换。另外，内核为每个线程都映射调度实体，如果系统出现大量线程，会对系统性能有影响。但该模型的实用性还是高于多对一的线程模型。
- 多对多两极线程模型，多对多模型中，结合了1：1和M：1的优点，避免了它们的缺点。每个线程可以拥有多个调度实体，也可以多个线程对应一个调度实体。听起来好像非常完美，但线程的调度需要由内核态和用户态一起来实现。可想而知，多个对象操作一个东西时，肯定要一些其他的同步机制。用户态和内核态的分工合作导致实现该模型非常复杂。NPTL曾经也想使用该模型，但它太复杂，要对内核进行大范围改动，所以还是采用了一对一的模型！！！
三、什么是协程
- 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。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。执行协程只需要极少的栈内存（大概是4～5KB）
协程的优点
- 跨平台
- 跨体系架构
- 无需线程上下文切换的开销
- 无需原子操作锁定及同步的开销
- 方便切换控制流，简化编程模型
- 高并发+高扩展性+低成本：一个CPU支持上万的协程都不是问题。所以很适合用于高并发处理。
协程的使用场景
一个线程内的多个协程是串行执行的，不能利用多核，所以，显然，协程不适合计算密集型的场景。协程适合I/O 阻塞型。
I/O本身就是阻塞型的（相较于CPU的时间世界而言）。就目前而言，无论I/O的速度多快，也比不上CPU的速度，所以一个I/O相关的程序，当其在进行I/O操作时候，CPU实际上是空闲的。
四、进程、线程、协程区别：
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进程：独立的栈空间，独立的堆空间，进程之间调度由os完成。
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线程：独立的栈空间，共享堆空间，内核线程之间调度由os完成。
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协程：独立的栈空间，共享堆空间，调度由用户自己控制，本质上有点类似于用户级线程，这些用户级线程的调度也是自己实现的。
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