线程和协程

线程（Thread）：想象线程就像是公司的员工。每个员工都有自己的任务和责任，但他们共享公司的资源（例如办公室、打印机等）。员工（线程）的上下班（开始和结束线程）以及工作调度（线程切换）由公司管理层（操作系统）控制，想想就挺残忍的。
如果公司要新增一个员工或者安排员工之间的工作，这需要管理层的直接参与，也会涉及到较多的人力和物力资源（也就是说，线程的创建和上下文切换成本相对较高）。

协程（Coroutine）：现在想象协程就像是在家工作的自由职业者。他们使用自己的电脑和办公设备（拥有自己的堆栈和局部变量），并且自己决定什么时候工作、什么时候休息（编程者控制）。
他们可以随时暂停工作去喝杯咖啡或是散步（yield或等待），然后再回来继续工作。所有这些活动的安排都不需要外部管理层的参与（用户级的调度），并且几乎不需要额外的资源（低成本的任务切换）。

协作式调度：当前线程完全占用CPU时间，除非自己让出时间片，直到运行结束，系统才执行下一个线程。可能出现一个线程一直占有CPU，而其他线程等待。
抢占式调度：操作系统决定下一个占用CPU时间的是哪一个线程，定期的中断当前正在执行的线程，任何一个线程都不能独占。不会因为一个线程而影响整个进程的执行。


协程（Coroutines）的完整定义是“协作式调度的用户态线程”
协作式调度
A用6分钟， 我先用你一会用
B用4分钟
A是6分+B4分=10分

抢占式调度：AB都用打印机
A用2分钟
B用2分钟
A用2分钟
B用2分钟
A用2分钟
A是6分+B4分=10分

假设调度使用相同的时间，但是协程只需要2次调度切换而抢占式调用需要5次调度切换。
A在携程调度下6分钟完成就可以干别的了，但是普通均分调度下要等4分钟+工作6分钟=整体耗时10分钟来完成。


操作系统切换线程上下文的步骤如下所示：
1）保留用户态现场（上下文、寄存器、用户栈等）
2）复制用户态参数，用户栈切到内核栈，进入内核态
3）代码安全检查（内核不信任用户态代码）
4）执行内核态代码
5）复制内核态代码执行结果，回到用户态
6）恢复用户态现场（上下文、寄存器、用户栈等）
操作系统对线程有感知，经常管理，这就是需要耗费性能开销，
但是协程管不着，开销就没那么大，协程在开销上是轻量级的线程，不用处处系统感知管理。


协程不是操作系统的底层特性，系统感知不到它的存在。
它运行在线程里面，通过分时复用线程的方式运行，不会增加线程的数量。
协程也有上下文切换，但是不会切换到内核态去，比线程切换的开销要小很多。
在IO密集型的任务中有着大量的阻塞等待过程，协程采用协作式调度，在IO阻塞的时候让出CPU，当IO就绪后再主动占用CPU，牺牲任务执行的公平性换取吞吐量。

协程和线程的共同点：
都是并发操作，多线程同一时间点只能有一个线程在执行，协程同一时间点只能有一个任务在执行；

协程和线程的不同点：
多线程，是在I/O阻塞时通过切换线程来达到并发的效果，在什么情况下做线程切换是由操作系统来决定的，会造成竞争条件。
协程是用函数切换，开销极小，不通过操作系统调度，没有进程、线程的切换开销。

协程对比线程，在2个方面有影响：
在调度方式上（线程调度采用的调用cpu的方法在调度方式上（线程调度采用的调用cpu的方法)开销更小，
在上下文切换用户态上比线程更自由开销更小。

更简单：
协程用户态协作式调度方式比线程抢占式调度更优。
协程上下文切换比线程上下文系统切换更小。