談談協程

關於協程，網上能看到很多資料。這里再自個梳理一下。

協程展開來說，叫做協作的程序，想表達的意思是，兩段程序，能協作地，共用公共資源，來完成兩段程序各自的目的，就叫做協程了。

把現在所有的容易混淆的名字羅列出來：並發，並行，進程，線程，協程。說說他們的歷史。

並發

首先是並發，並發的概念是很早就有的了。最早的時候機器都是批處理系統，而且是單道批處理系統，這個系統就是很簡單的線性邏輯，一個批處理任務進去，完成，然后進行下面一個。但是隨着批處理的任務越來越多，我們希望的是能一次性預存很多批處理任務進入內存，然后通過一定的處理規則指定（作業調度算法）來讓這些批處理任務划分CPU的時間，這樣CPU的狀態就像是第一秒執行A任務，第二秒執行B任務，這樣看起來，A任務和B任務就像是同時在進行。這個模式，就叫做並發了。

進程

能並發處理多任務的系統就是多道程序系統。但是有個問題是，CPU在多個批處理任務切換的過程中，對於共享變量，堆棧都需要不斷地變化和切換。那么這個時候，就引入了進程的概念，進程就是CPU處理的基本單元。每個進程有自己的上下文，堆棧，共享變量。就像一個盒子，把每個批處理任務和對應的資源都分割開了。

並行

下面，隨着CPU硬件技術的發展，一台機器上CPU的數量就不止一個了，那么這個時候，兩個CPU就可以同時，單獨處理兩個進程了。注意，這個同時才是真正的同時，那么這個模式，就叫做並行。

線程

線程的概念出現，是由於進程之前的切換需要消耗的資源太多了，很多時候，我們程序的性能都消耗在進程資源切換上了，所以我們希望的是，能不能將進程切換過程中的資源減少？這里需要深入到進程的切換，進程控制塊（PCB）是系統為了管理進程設置的一個專門的數據結構，進程切換的時候，把舊的進程的狀態存入到PCB，然后再加載裝入新的進程的PCB。PCB里面的信息包含有：程序計數器，寄存器，變量，進程資源等信息。進程之間的切換需要把這些都進行上下文切換，最麻煩耗時的就是切換頁表了，頁表中存儲的是數據段和代碼段。這里就需要線程的概念，一個進程中有多個線程，同一個進程中的線程共用代碼資源，數據資源，內存資源。所以當同一個進程中的線程進行切換的時候，我們只需要切換計數器，寄存器，變量，並不需要進行切換頁表操作，這樣，基本創建一個線程比創建一個進程速度要快10-100倍。

不管是進程切換還是線程切換，我們都需要從系統調用開始，即切換必須涉及到用戶態和內核態的函數調用。那么，就有人思考，我們是不是可以自己實現一個調度邏輯，讓線程的邏輯切換只在用戶態進行呢？這樣，線程的切換開銷就更小了，這個就是用戶態線程。

協程

下面就說到協程了。不管是怎么個做法，調度算法對於程序來說都是“被動”式的。難免會遇到這種情況，我們的程序還在IO等待中，結果調度算法把CPU的時間還分配回來給我，雖然我可以通過調度算法立即檢查並交出CPU，但是這里還是有一個切換的過程。所以就有人思考，是不是可以做成“主動式”的呢？由程序來告訴計算機，我執行到這里了，下面進行等待IO行為了，這個時候就把CPU的控制權交給別人吧。但是，這個實現的基礎當然是調度算法是用戶態的。所以，協程就是在用戶態線程中，兩個程序協商好了，通過某種方式協作運營，共享CPU控制權的方法。

一般來說，這個協商的方法通用的關鍵字就是yield。