软件开发中涉及操作系统知识总结—线程、进程与协程

软件开发中经常会涉及到多线程处理多任务，牵扯到进程与协程的一些知识。

一、理论：

1.操作系统中的进程

        定义：进程是系统分配资源的单位，每一个进程对应与一个活动的程序，当进程激活时，操作系统就将系统的资源包括内存、I/O和CPU等分配给它，使它执行。

       通信方式：信号量 管程 共享存储器系统 消息传递系统 管道通信

2.操作系统中的线程

        定义：线程是CPU分配时间的单位，每一个线程对应于它在进程中的一个函数，也就是内存中的代码段，多个线程执行时CPU会根据它们的优先级分配时间，使它们完成自己的功能。

     通信方式：互斥锁、条件变量、计数信号量、多读、单写锁

3.操作系统中协程的概念

协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。

协程的概念很早就提出来了，但直到最近几年才在某些语言（如Lua）中得到广泛应用。

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。协程看上去也是子程序，但执行过程中，在子程序内部可中断，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。

优势：

最大的优势就是协程极高的执行效率。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。

第二大优势就是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。

协程利用多核CPU：最简单的方法是多进程+协程，既充分利用多核，又充分发挥协程的高效率，可获得极高的性能。

二、java语言中的线程、协程

1.多线程处理：

(一) Tread与Runable

1．  通过继承Thread类，重写Thread的run()方法，将线程运行的逻辑放在其中

2．  通过实现Runnable接口，实例化Thread类

(二)jdk1.5之后的并发包

2.java中的协程

java协程框架：Kilim

kilim的实现就是干了这么几个事情：

1、利用字节码增强，将普通的java代码转换为支持协程的代码。

2、在调用pausable方法的时候，如果pause了就保存当前方法栈的State，停止执行当前协程，将控制权交给调度器

3、调度器负责调度就绪的协程

4、协程resume的时候，自动恢复State，根据协程的pc计数跳转到上次执行的位置，继续执行。

框架地址：https://github.com/kilim/kilim