一、前言
不管是上大学课程《操作系统》，还是找工作面试，还是日常工作大家交流中，都离不开进程和线程，有些同学可能还会听说过协程。那他们到底是什么呢？他们之间有什么关系呢？跟着我一起往下看吧！
二、计算机组成及操作系统
在讲进程之前，我们先回顾一下计算机的组成。
- 中央处理器（CPU）：是计算机的核心，负责一些运算和控制
CPU有两大核心部件，ALU（算数逻辑单元）和CU（逻辑控制单元），其中ALU负责一些运算，包括算数运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非）及关系运算（大小等于）；CU负责各个逻辑部件的协调工作，充当一个指挥官的角色。CPU中也有寄存器，只不过容量极小，负责缓存一些计算的中间结果。
- 主存储器：存储数据
分为RAM和ROM。RAM，随机存储器，掉电数据丢失，就是俗称的内存；ROM，只读存储器，掉电数据不丢失，就是俗称的磁盘。
- IO：各种输入输出设备（鼠标、键盘、显示器、网卡、声卡、显卡等）
有了这些计算机的硬件支持，我们就可以做各种各样的事情了。如果我们手动来控制CPU和内存，那我们可能要写各种底层指令，而且肯定会出现各种各样的bug。操作系统在计算机硬件的基础之上，封装了硬件的实现细节，对上层抽象了一层更方便的系统调用指令，这就是操作系统。
在多任务系统中，操作系统接管了所有硬件资源并持有对硬件控制的最高权限。在操作系统中执行的程序，都以进程的方式运行在更低的权限中。所有的硬件资源，由操作系统根据进程的优先级以及进程的运行状况进行统一的调配。
三、进程
有了操作系统，我们就能够在上面实现程序了。比如通过一个QQ来实现聊天功能。那QQ程序怎么启动起来呢，操作系统把QQ程序丢在一个容器里并把它执行起来，而这个容器就是进程。那进程跟程序之间又是什么关系呢？
- 程序是死的（只是在磁盘中的一堆指令代码），进程是活的（会占用CPU、内存、文件资源、IO等）
- 进程是程序的运行实例
四、线程
维基百科：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。
一个进程有多个线程，拿QQ为例子，需要有一个线程监听键盘的输入并转换为文字，需要有一个线程负责拉取对方发来的消息等。从操作系统的角度来看：
- 进程是最小的资源管理分配单元
- 线程是最小的执行单元
无论是进程还是线程都是需要操作系统来控制的。拿线程来举例，线程有多个执行状态：初始化、可运行、运行中、阻塞、销毁 五种状态。这五种状态的转化关系如下：
线程状态转化图.png
线程的状态转化是由操作系统内核中的TCB（thread control block）线程控制块来改变的，需要耗费一定的CPU资源。
总结一下，进程是一个程序的运行实例，它管理着各种资源；一个进程有多个线程，线程才是具体的执行单元，他们共享着进程中的部分资源，同样有着私有资源（PC程序计数器、执行栈等），线程间默认通过共享内存进行交互，线程间同步通过锁/信号量等进行互斥操作。由于线程切换需要在操作系统在内核/用户态间的切换才能改变状态，导致线程切换本身会非常耗费资源。
五、协程
协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。比线程更加轻量级，就像一个进程有多个线程一样，一个线程可以有多个协程。
举一个廖雪峰老师给的例子：
def a(): print 1 print 2 def b(): print 'A' print 'B'
当我们调用a、b这两个函数时，肯定会先后打印1 2 A B，如果我想打印1 A B 2 或者 1 A 2 B呢？显然通过多线程时不能控制的。这样我们就可以通过协程来处理。通过程序自身的逻辑来实现流程跳转，相比于线程中断，有点像CPU中断，不需要通过操作系统的介入，效率极高。
python语言本身支持协程，通过yield关键字来实现。
代码语言：javascript复制def a():
print 1
yield
print 2
yield
def b():
print 'A'
print 'B'
generator=a()
next(generator)
b()
generator.send('')该语句就会打印：
代码语言：javascript复制
1
A
B
2- 通过调用a()生成一个执行器
- 通过next触发执行器执行a并打印1
- 调用b打印A和B
- 通过send像执行器发送信号继续执行并打印2
整个流程是由一个线程执行，通过一些语法来控制执行流程，不涉及到锁，不涉及到线程切换，是通过关键字来辅助a和b协作工作，所以叫做协程。
ES6中引入了for..of..，它本身是一个语法糖，原理是通过引入迭代器（iterator）来实现，而迭代器就是通过协程来实现的。而在ES7中引入了更加直观的async/await`。
java本身不支持协程，但可以通过三方库来实现，例如Quasar和Akka等。
