进程、线程和协程

进程的定义：

进程，是计算机中已运行程序的实体。程序本身只是指令、数据及其组织形式的描述，进程才是程序的真正运行实例。

线程的定义：

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。

进程和线程的关系：

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。
CPU的最小调度单元是线程不是进程，所以单进程多线程也可以利用多核CPU.

协程的定义：

协程通过在线程中实现调度，避免了陷入内核级别的上下文切换造成的性能损失，进而突破了线程在IO上的性能瓶颈。

协程和线程的关系

协程是在语言层面实现对线程的调度，避免了内核级别的上下文消耗。

python协程与调度

Python的协程源于yield指令。yield有两个功能:

"htmlcode">

import asyncio
import datetime
async def display_date():
 loop = asyncio.get_running_loop()
 end_time = loop.time() + 5.0
 while True:
  print(datetime.datetime.now())
  if (loop.time() + 1.0) >= end_time:
   break
  await asyncio.sleep(1)
asyncio.run(display_date())

协程是对线程的调度，yield类似惰性求值方式可以视为一种流程控制工具，实现协作式多任务,在Python3.5正式引入了 Async/Await表达式，使得协程正式在语言层面得到支持和优化，大大简化之前的yield写法。

 线程是内核进行抢占式的调度的，这样就确保了每个线程都有执行的机会。
 

而 coroutine 运行在同一个线程中，由语言的运行时中的 EventLoop（事件循环）来进行调度。

 和大多数语言一样，在 Python 中，协程的调度是非抢占式的，也就是说一个协程必须主动让出执行机会，其他协程才有机会运行。

 让出执行的关键字就是 await。也就是说一个协程如果阻塞了，持续不让出 CPU，那么整个线程就卡住了，没有任何并发。

PS: 作为服务端，event loop最核心的就是IO多路复用技术，所有来自客户端的请求都由IO多路复用函数来处理;作为客户端，
event loop的核心在于利用Future对象延迟执行，并使用send函数激发协程,挂起,等待服务端处理完成返回后再调用CallBack函数继续下面的流程

Go的协程是天生在语言层面支持，和Python类似都是采用了关键字，而Go语言使用了go这个关键字，可能是想表明协程是Go语言中最重要的特性。

go协程之间的通信，Go采用了channel关键字。

Go实现了两种并发形式:

"htmlcode">

package main
import (
 "fmt"
)
//Go 协程（goroutines）和协程（coroutines）
//Go 协程意味着并行（或者可以以并行的方式部署），协程一般来说不是这样的
//Go 协程通过通道来通信；协程通过让出和恢复操作来通信
// 进程退出时不会等待并发任务结束，可用通道（channel）阻塞，然后发出退出信号
func main() {
 jobs := make(chan int)
 done := make(chan bool) // 结束标志
 go func() {
  for {
   j, more := <-jobs // 利用more这个值来判断通道是否关闭，如果关闭了，那么more的值为false，并且通知给通道done
   fmt.Println("----->:", j, more)
   if more {
    fmt.Println("received job", j)
   } else {
    fmt.Println("end received jobs")
    done <- true
    return
   }
  }
 }()
 go func() {
  for j := 1; j <= 3; j++ {
   jobs <- j
   fmt.Println("sent job", j)
  }
  close(jobs) // 写完最后的数据,紧接着就close掉
  fmt.Println("close(jobs)")
 }()
 fmt.Println("sent all jobs")
 <-done // 让main等待全部协程完成工作
}

通过在函数调用前使用关键字 go，我们即可让该函数以 goroutine 方式执行。goroutine 是一种 比线程更加轻盈、更省资源的协程。

Go 语言通过系统的线程来多路派遣这些函数的执行，使得 每个用 go 关键字执行的函数可以运行成为一个单位协程。
 当一个协程阻塞的时候，调度器就会自 动把其他协程安排到另外的线程中去执行，从而实现了程序无等待并行化运行。
 而且调度的开销非常小，一颗 CPU 调度的规模不下于每秒百万次，这使得我们能够创建大量的 goroutine，
 从而可以很轻松地编写高并发程序，达到我们想要的目的。 ---- 某书

协程的4种状态

"color: #ff0000">和系统线程之间的映射关系

go的协程本质上还是系统的线程调用，而Python中的协程是eventloop模型实现，所以虽然都叫协程，但并不是一个东西.
Python 中的协程是严格的 1:N 关系，也就是一个线程对应了多个协程。虽然可以实现异步I/O，但是不能有效利用多核(GIL)。
 而 Go 中是 M:N 的关系，也就是 N 个协程会映射分配到 M 个线程上，这样带来了两点好处：

"color: #ff0000">两种协程对比:

"color: #ff0000">扩展与总结

erlang和golang都是采用了CSP(Communicating Sequential Processes)模式(Python中的协程是eventloop模型)
但是erlang是基于进程的消息通信，go是基于goroutine和channel的通信。
Python和Go都引入了消息调度系统模型，来避免锁的影响和进程/线程开销大的问题。
 协程从本质上来说是一种用户态的线程，不需要系统来执行抢占式调度，而是在语言层面实现线程的调度。
 因为协程不再使用共享内存/数据，而是使用通信来共享内存/锁，因为在一个超级大系统里具有无数的锁，
 共享变量等等会使得整个系统变得无比的臃肿，而通过消息机制来交流，可以使得每个并发的单元都成为一个独立的个体，
 拥有自己的变量，单元之间变量并不共享，对于单元的输入输出只有消息。
 开发者只需要关心在一个并发单元的输入与输出的影响，而不需要再考虑类似于修改共享内存/数据对其它程序的影响。