进程、线程、协程的区别

什么是进程？

进程是操作系统进行资源分配的基本单位，每个进程都有自己的独立内存空间。
由于进程比较重量，占据独立的内存，所以上下文进程间的切换开销（栈、寄存器、虚拟内存、文件句柄等）比较大，但相对比较稳定安全。

什么是线程？

线程又叫轻量级进程，是进程的一个实体，是处理器任务调度和执行的基本单位。
它是比进程更小的能独立运行的基本单位。
线程自己不拥有资源，但它可与同属一个进程的线程共享进程所拥有的全部资源。

什么是协程？

协程，又称微线程，是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制（也就是在用户态执行）。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线程的堆区，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。

协程最大的优势就是协程极高的执行效率。
因为协程切换不是线程切换，而是由程序自身控制，因此没有线程切换的开销，和线程切换相比，线程数量越多，协程的性能优势就越明显。
不需要多线程的锁机制，因为只有一个线程，也不存在同时写变量冲突，在协程中控制共享资源不加锁，只需要判断状态就好了，所以执行效率比多线程高得多。
此外，一个线程的内存在 MB 级别，而协程只需要 KB 级别。

进程和线程的区别

对于操作系统来说，一个任务就是一个进程（Process）。比如打开一个浏览器就是启动了一个浏览器进程，打开一个记事本就是启动了一个记事本进程，打开两个记事本就是启动了两个记事本进程。

有些进程同时还不止干一件事，比如 Word，它可以同时进行打字、拼写检查、打印等事情。在一个进程内部，要同时干多件事，就需要同时运行多个“子任务”，进程内的这些“子任务”称为线程（Thread）。

由于每个进程至少要干一件事，所以一个进程至少有一个线程。

每个线程都是一个轻量级进程（Light Weight Process），都有自己的唯一 PID 和 一个 TGID（Thread Group ID）。TGID是启动整个进程的 thread 的 PID。

例如，当一个进程被创建的时候，它其实是一个PID和TGID数值相同线程。当线程A启动线程B时，线程B会有自己的唯一PID，但它的TGID会从A继承而来。这样通过PID线程可以独立得到调度，而相同的TGID可以知道哪些线程属于同一个进程，这样可以共享资源(RAM，虚拟内存、文件等)。

进程和线程比较：

1. 调度。线程是独立调度的基本单位，进程是拥有资源的基本单位。在同一进程中，线程的切换不会引起进程切换。在不同进程进行线程切换，会引起进程切换。
2. 拥有资源。进程是拥有资源的基本的单位，而线程不拥有系统资源。但线程可以访问其隶属进程的系统资源。
3. 并发性。进程之间可以并发执行，多个线程之间也可以并发执行。
4. 系统开销。创建或撤销进程所付出的开销远大于创建或撤销线程时的开销。
5. 进程地址和其他资源。同一进程的各线程间共享进程的资源，某进程内的线程对于其他进程不可见。
6. 通信方面。进程间通信需要进程同步或互斥手段的辅助，以保证数据的一致性，而线程间可以直接读/写进程数据段来进行通信。

协程和线程的区别

1. 节省 CPU：避免系统内核级的线程频繁切换，造成的 CPU 资源浪费。好钢用在刀刃上。而协程是用户态的线程，用户可以自行控制协程的创建于销毁，极大程度避免了系统级线程上下文切换造成的资源浪费。
2. 节约内存：在 64 位的Linux中，一个线程需要分配 8MB 栈内存和 64MB 堆内存，系统内存的制约导致我们无法开启更多线程实现高并发。而在协程编程模式下，可以轻松有十几万协程，这是线程无法比拟的。
3. 稳定性：前面提到线程之间通过内存来共享数据，这也导致了一个问题，任何一个线程出错时，进程中的所有线程都会跟着一起崩溃。
4. 开发效率：使用协程在开发程序之中，可以很方便的将一些耗时的IO操作异步化，例如写文件、耗时 IO 请求等。

协程本质上就是用户态下的线程，所以也有人说协程是 “轻线程”，但我们一定要区分用户态和内核态的区别，很关键。