1.进程、线程和协程的区别和联系
1.进程、线程和协程的区别和联系
| 进程 | 线程 | 协程 | |
|---|---|---|---|
| 定义 | 进程可以定义为一个执行中的程序实例、资源分配和拥有的基本单位 | 程序执行的基本单位 | 用户态的轻量级线程，线程内部调度的基本单位 |
| 切换情况 | 进程CPU环境(栈、寄存器、页表和文件句柄等)的保存以及新调度的进程CPU环境的设置 | 保存和设置程序计数器、少量寄存器和栈的内容 | 先将寄存器上下文和栈保存，等切换回来的时候再进行恢复 |
| 切换者 | 操作系统 | 操作系统 | 用户 |
| 切换过程 | 用户态->内核态->用户态 | 用户态->内核态->用户态 | 用户态(没有陷入内核) |
| 调用栈 | 内核栈 | 内核栈 | 用户栈 |
| 拥有资源 | CPU资源、内存资源、文件资源和句柄等 | 程序计数器、寄存器、栈和状态字 | 拥有自己的寄存器上下文和栈 |
| 并发性 | 不同进程之间切换实现并发，各自占用CPU实现并行 | 一个进程内部的多个线程并发执行 | 同一时间只能执行一个协程，而其他协程处于休眠状态，适合对任务进行分时处理 |
| 系统开销 | 切换虚拟地址空间，切换内核栈和硬件上下文，CPU高速缓存失效、页表切换，开销很大 | 切换时只需保存和设置少量寄存器内容，因此开销很小 | 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 |
| 通信方面 | 进程间通信需要借助操作系统 | 线程间可以直接读写进程数据段(如全局变量)来进行通信 | 共享内存、消息队列 |
1.进程是资源分配的基本单位，运行一个可执行程序会创建一个或多个进程，进程就是运行起来的可执行程序
2.线程是资源调度的基本单位，也是程序执行的基本单位，是轻量级的进程。每个进程中都有唯一的主线程，且只能有一个，主线程和进程是相互依存的关系，主线程结束进程也会结束。多提一句：协程是用户态的轻量级线程，线程内部调度的基本单位
1.进程组成
2.操作系统运行机制
3.进程的状态与转换
4.调用栈
进程调用栈是内核栈，"进程调用栈"通常简单地称为“调用栈”或“栈”，是用于跟踪进程中函数调用序列的数据结构。当进程执行并调用函数时，函数的上下文信息（如局部变量、参数、返回地址等）都会存储在调用栈上。
栈帧：每次函数被调用时，都会在栈上创建一个新的栈帧。每个栈帧包含：
- 被调用函数的返回地址。
- 局部变量。
- 传递给函数的参数。
- 在某些情况下，保存的寄存器状态。
5.线程概念、多线程模型
6.协程
协程，是一种比线程更加轻量级的存在，协程不是被操作系统内核所管理，而完全是由程序所控制（也就是在用户态执行）。这样带来的好处就是性能得到了很大的提升，不会像线程切换那样消耗资源。
子程序，或者称为函数，在所有语言中都是层级调用，比如A调用B，B在执行过程中又调用了C，C执行完毕返回，B执行完毕返回，最后是A执行完毕。所以子程序调用是通过栈实现的，一个线程就是执行一个子程序。子程序调用总是一个入口，一次返回，调用顺序是明确的。而协程的调用和子程序不同。
协程在子程序内部是可中断的，然后转而执行别的子程序，在适当的时候再返回来接着执行。
def A():
print '1'
print '2'
print '3'
def B():
print 'x'
print 'y'
print 'z'
假设由协程执行，在执行A的过程中，可以随时中断，去执行B，B也可能在执行过程中中断再去执行A，结果可能是：1 2 x y 3 z。
协程的特点在于是一个线程执行，那和多线程比，协程有何优势？
极高的执行效率：因为子程序切换不是线程切换，而是由程序自身控制，因此，没有线程切换的开销，和多线程比，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很多。
参考资料：
