【从头到脚】开开心心的认识进程，线程和协程

兄弟们上车啦

准备好上车了吗？

GO！

我们天天被叫「程序员」，有个万物起源类型的问题

程序是什么？

抛开那些拗口的定义，程序给我们最直观的感受就是 「应用」

微信是应用，网页是应用，后台也是一个提供服务的大型应用

进程和线程

那如果问你进程和线程是什么？该怎么描述？

这种问烂的问题，随便一搜就有很多

搜索引擎总是把我不懂的东西用一种更不懂的方式讲出来，除了让我手忙脚乱查查查，剩下的就是对大佬的世界的恐慌 QAQ

如果是按我自己的理解，进程和线程好像都差不多，都是 「执行任务的过程」

说其然就要说其所以然，啥叫「执行任务」呢？

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我们都知道，cpu是计算机的运算核心，程序都是在cpu上运行的，「执行任务」也很简单，就是程序在cpu上运行的过程，换句话说，是程序占用cpu的时间

所以进程和线程，都是程序占用CPU运算时间的过程

这差不多是比较符合我们学习时候的一个定义了

那么问题来了，既然干的事都差不多，为啥还要分进程线程呢？比方说多线程的场景我就用多进程解决，不行吗？

不错不错，小伙子你很有探（gang）究（jing）精神，我看好你

直接查这个问题的话，很多回答会告诉你，因为线程比进程简单，进程间通信是IPC，进程切换的时候开销大巴拉巴拉...

那为什么说线程就简单了呢？

从「占用CPU运算时间」的角度可能不好解释

这时候需要我们回想一点操作系统的基础知识。如果我们笼统来说，操作系统就是由许多进程组成的一个整体，也就是说，进程是操作系统划分出来的一小部分，划分的时候你总要给点东西吧，给的这些东西就是 「资源」，比如地址空间，数据栈等等。不同的进程就像我们手机里不同的应用，彼此之间是相对独立的。

这种独立是比较严格的，毕竟抖音总不能随随便便就知道你微信里的好友吧，如果可以的话也不用头疼微信的封锁了 = =

如果把操作系统比作一个巨大的「应用」，既然他需要不同的进程来执行不同的「小应用」，那我们类比一下，一个「小应用」里会不会也需要类似的东西执行不同的「功能」呢？

答案当然是肯定的，聪明的你肯定也知道是线程了。这就是线程的意义，线程是基于进程存在的，对进程来说，我划分一个线程没必要像操作系统一样考虑很多东西，这就相当于把操作系统划分进程的过程简单化了，所以线程天然从设计上老说就要更简单，更方便

看到这里，可能有小伙伴发现了一个关键词 「资源」

没错，操作系统划分进程的时候要给资源，相对的，进程划分线程的时候也要给资源。他们有什么不同呢？

根据我们之前的解释，不同进程之间的独立性很强，这就意味着一个进程不能轻易访问另一个进程的资源。但线程就不一样了，我大微信的朋友圈读一下旁边的通讯录怎么了？所以线程之间资源的共享和通信很容易。

但容易归容易，这也带来了另一个问题，那就是多线程访问资源的同步问题。为了解决同步问题，引入了同步机制，于是就有了我们常见到的锁，条件变量，信号量，临界资源，共享变量这些概念（这就是后面文章的内容了）

成了，联系起来了！

这时候我们再喊出那句脍炙人口的话

进程是资源分配的最小单位！

线程是CPU调度的最小单位！

是不是就容易理解多了？

到现在为止，你应该对「进程和线程」有了一个较为整体的理解了，不知道这种描述够不够通俗易懂。

协程

再接再厉，我们来了解一下 「协程」 。别担心，很简单的

随着计算机的发展，那帮不安分的大佬们又有了新心思。你看啊，我操作系统分出了进程，进程分出了线程，那线程是不是也....

妥了，明白了！

这样理解是可以的。如果用类比方式的话，单线程确实也可以分成「多协程」，但与进程和线程不同的是，进程和线程的控制者是操作系统，而协程的控制者是程序本身，说白了就是各种语言。这就是为什么协程这个概念在一些语言中很少被提及，比如java，因为协程的实现者是程序，只有人开发出来，放到语言的标准中才能被使用。（现在已经有用java实现的协程库，比如Quasar和ea-async）

那么问题又来了，跟我们刚刚了解线程一样，有了线程，为什么还要实现协程呢？

其 「线程→协程」 和 「进程→线程」 的发展过程是一样的，都是为了更快，更轻量的实现我们的开发目标。既然有了协程，那就意味着线程是相对「不快，不轻量的」，表现在我们头疼的各种锁，同步以及切换线程时的开销。而通常我们要实现的需求很简单，就是网络请求等待数据返回，或者读写数据库而已，这种程度的计算对cpu来说是小菜一碟，cpu在0.000001秒早就把它该计算的计算完了，就因为你网络请求超时，数据库慢腾腾的写数据不得不开个线程专门等你，实际上是大炮打蚊子的事情。