談談協程

談談協程

關於協程，網上能看到不少資料。這裏再自個梳理一下。

協程展開來講，叫作協做的程序，想表達的意思是，兩段程序，能協做地，共用公共資源，來完成兩段程序各自的目的，就叫作協程了。

把如今全部的容易混淆的名字羅列出來：併發，並行，進程，線程，協程。說說他們的歷史。

併發

首先是併發，併發的概念是很早就有的了。最先的時候機器都是批處理系統，並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，而後進行下面一個。可是隨着批處理的任務愈來愈多，咱們但願的是能一次性預存不少批處理任務進入內存，而後經過必定的處理規則指定（做業調度算法）來讓這些批處理任務劃分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，就叫作併發了。

進程

能併發處理多任務的系統就是多道程序系統。可是有個問題是，CPU在多個批處理任務切換的過程當中，對於共享變量，堆棧都須要不斷地變化和切換。那麼這個時候，就引入了進程的概念，進程就是CPU處理的基本單元。每一個進程有本身的上下文，堆棧，共享變量。就像一個盒子，把每一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，一臺機器上CPU的數量就不止一個了，那麼這個時候，兩個CPU就能夠同時，單獨處理兩個進程了。注意，這個同時纔是真正的同時，那麼這個模式，就叫作並行。

線程

線程的概念出現，是因爲進程以前的切換須要消耗的資源太多了，不少時候，咱們程序的性能都消耗在進程資源切換上了，因此咱們但願的是，能不能將進程切換過程當中的資源減小？這裏須要深刻到進程的切換，進程控制塊（PCB）是系統爲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，而後再加載裝入新的進程的PCB。PCB裏面的信息包含有：程序計數器，寄存器，變量，進程資源等信息。進程之間的切換須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。這裏就須要線程的概念，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。因此當同一個進程中的線程進行切換的時候，咱們只須要切換計數器，寄存器，變量，並不須要進行切換頁表操做，這樣，基本建立一個線程比建立一個進程速度要快10-100倍。

無論是進程切換仍是線程切換，咱們都須要從系統調用開始，即切換必須涉及到用戶態和內核態的函數調用。那麼，就有人思考，咱們是否是能夠本身實現一個調度邏輯，讓線程的邏輯切換隻在用戶態進行呢？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。無論是怎麼個作法，調度算法對於程序來講都是「被動」式的。不免會遇到這種狀況，咱們的程序還在IO等待中，結果調度算法把CPU的時間還分配回來給我，雖然我能夠經過調度算法當即檢查並交出CPU，可是這裏仍是有一個切換的過程。因此就有人思考，是否是能夠作成「主動式」的呢？由程序來告訴計算機，我執行到這裏了，下面進行等待IO行爲了，這個時候就把CPU的控制權交給別人吧。可是，這個實現的基礎固然是調度算法是用戶態的。因此，協程就是在用戶態線程中，兩個程序協商好了，經過某種方式協做運營，共享CPU控制權的方法。

通常來講，這個協商的方法通用的關鍵字就是yield。