操作系统 — 协程的简单理解

绝地灬酷狼 2022-05-30 10:40 304阅读 0赞

# 协程的简单理解 #

协程是一种用户态的轻量级线程, 我们的server的发展如下：IO密集型应用：多进程 -> 多线程 ->事件驱动 ->协程

CPU密集型应用：多进程->多线程 如果说多进程对应多CPU，多线程对应多核CPU，那么事件驱动和协程则是在充分挖掘不断提高性能的

单核CPU的潜力. 异步事件驱动模型中，把会导致阻塞的操作转化为一个异步操作，主线程负责发起这个异步操作，并处理这个异步操

作的结果. 由于所有阻塞的操作都转化为异步操作，理论上主线程的大部分时间都是在处理实际的计算任务，少了多线程的调度时间，

所以这种模型的性能通常会比较好. 总的来说，当单核CPU性能提升，CPU不在成为性能瓶颈时，采用异步server能简化编程模型，

也能提高IO密集型应用的性能.

协程拥有自己的寄存器上下文和栈. 协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，然后去做其他工作，当你的IO解除之后切

回原来的状态，恢复先前保存的寄存器上下文和栈.因此：

协程能保留上一次调用时的状态(既所有局部状态的一个特定组合)，每次过程重入时，就相当于进入上一次调用的状态. 也就是相当

于LOL艾克的R.(不懂得可以去百度一下~ 艾克的R技能) 在并发编程中，协程与线程类似，每一个协程表示一个执行单元，有自己

的本地数据，与其他协程共享数据和其他资源. 目前主流语言基本都选择多线程作为并发设施，与线程相关的概念是抢占式多任务

，而与协程相关的是协作式多任务.不管是进程还是线程，每次阻塞，切换都需要陷入系统调用，先让CPU跑操作系统的调度程序

，然后再由调度程序决定该跑哪一个进程.而且由于抢占式调度执行顺序无法确定的特点，使用线程时需要非常小心地处理同步问题

，而协程完全不存在这个问题(事件驱动好异步程序)

我们在自己的进程里面完成逻辑流调度，碰到IO我就用非阻塞式的,那么我们既可以利用到异步优势，又可以避免反复系统调用，还有

进程切换造成的开销，分分钟给你上千个逻辑流不费力，这就是协程.

基于事件驱动的编程是单线程思维，其特点是异步+回调. 协程也是单线程，但是它能让原来要使用异步+回调方式写的非人类代码，

可以用看似同步的方式写出来，它是实现推拉互动的所谓非抢占式协作的关键.

协程的优点:

1.跨平台

2.无需线程上下文切换的开销

3.无需原子操作锁定及同步的开销

5.方便切换控制流，简化编程模型

6.高并发+高扩展行+低成本： 一个CPU支持上万的协程都不是问题，所以很适合用于高并发处理

.

协程的缺点：

1.无法利用多核资源：协程的本质是一个单线程，它不能同时将单个CPU的多个核作用上，协程需要和进程配合才能运行在多CPU上.

2.进行阻塞(BLOCKing)操作会阻塞到整个程序; 这一点和事件驱动一样，可以使用异步IO操作来解决.

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