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注:kernel thread是内核线程的意思,这与用户线程是不一样的,因为内核线程只运行在内核态
首先我们先看下进程和线程还有协程之间的区别:
1.进程
计算机的操作系统模式是一种多任务系统,操作系统接管了所有的硬件资源,并且本身运行在一个受硬件保护的级别。所有的应用程序都以进程(process)的方式运行在比操作系统权限更低的级别,每个进程都有自己独立的地址空间,使得进程之间的地址空间相互隔离。CPU由操作系统一进行分配,每个进程根据进程的优先级的高低都有机会得到CPU,但是如果允许时间超出了一定的时间,操作系统会暂停该进程,将CPU资源分配给其他等待的进程。这种CPU的分配方式即所谓的抢占式,操作系统可以强制剥夺CPU资源并且分配给它认为目前最需要的进程。如果操作系统分配给每个进程的时间都很短,即CPU在多个进程间快速地切换,从而造成了很多进程都在同时运行的假象。
2.线程
线程有时被称为轻量级进程(Lightweight Process),是程序执行流的最小单元,一个标准的线程由线程ID,当前指令指针(PC)、寄存器集合和堆栈组成,通常意义上,一个进程由一个到多个线程组成,各个线程之间共享程序的内存空间(包括代码段、数据段、堆等)及一些进程级的资源(如打开文件和信号)。
3.协程
协程(coroutine)是Go语言中的轻量级线程实现,由Go运行时(runtime)管理。
进程、线程、协程的关系和区别:
1.进程拥有自己独立的堆和栈,既不共享堆,亦不共享栈,进程由操作系统调度。
2.线程拥有自己独立的栈和共享的堆,共享堆,不共享栈,线程亦由操作系统调度(标准线程是的)。
3.协程和线程一样共享堆,不共享栈,协程由程序开发者在协程的代码里显示调度。
为什么协程比线程轻量?
a. go协程调用跟切换比线程效率高
线程并发执行流程: 线程是内核对外提供的服务,应用程序可以通过系统调用让内核启动线程,由内核来负责线程调度和切换。线程在等待IO操作时线程变为unrunnable状态会触发上下文切换。现代操作系统一般都采用抢占式调度,上下文切换一般发生在时钟中断和系统调用返回前,调度器计算当前线程的时间片,如果需要切换就从运行队列中选出一个目标线程,保存当前线程的环境,并且恢复目标线程的运行环境,最典型的就是切换ESP指向目标线程内核堆栈,将EIP指向目标线程上次被调度出时的指令地址。
go协程并发执行流程:不依赖操作系统和其提供的线程,golang自己实现的CSP并发模型实现:M, P, G .go协程也叫用户态线程,协程之间的切换发生在用户态。在用户态没有时钟中断,系统调用等机制,因此效率高
b. go协程占用内存少
执行go协程只需要极少的栈内存(大概是4~5KB),默认情况下,线程栈的大小为1MB。goroutine就是一段代码,一个函数入口,以及在堆上为其分配的一个堆栈。所以它非常廉价,我们可以很轻松的创建上万个goroutine,但它们并不是被操作系统所调度执行。
因此协程和线程一样共享堆,不共享栈