进程、线程、协程的区别

• 进程
• 线程
• 协程

进程

进程是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。

进程，一个启动的程序， 进程占用的是系统资源，如：物理内存，CPU，终端等，是一个动态的概念。

每个进程在内核中都有一个进程控制块（PCB）来维护进程相关的信息，Linux内核的进程控制块是task_struct结构体。

线程

线程是操作系统调度的最小单位。
线程又叫轻量级的进程（LWP：light weight process）

• 进程：拥有独立的地址空间，拥有PCB，相当于独居。
• 线程：有PCB，但没有独立的地址空间，多个线程共享进程空间，相当于合租。
  

上述说线程有PCB的原因：有资料说

Linux内核线程实现原理
类Unix系统中，早期是没有“线程”概念的，80年代才引入，借助进程机制实现出了线程的概念。因此在这类系统中，进程和线程关系密切。

1. 轻量级进程(light-weight process)，也有PCB，创建线程使用的底层函数和进程一样，都是clone
2. 从内核里看进程和线程是一样的，都有各自不同的PCB，但是PCB中指向内存资源的三级页表是相同的
3. 进程可以蜕变成线程
4. 线程可看做寄存器和栈的集合
5. 在linux下，线程最是小的执行单位；进程是最小的分配资源单位
   察看LWP号：ps –Lf pid 查看指定线程的lwp号。
   三级映射：进程PCB --> 页目录(可看成数组，首地址位于PCB中) --> 页表 --> 物理页面 --> 内存单元

参考：《Linux内核源代码情景分析》 ----毛德操
对于进程来说，相同的地址(同一个虚拟地址)在不同的进程中，反复使用而不冲突。原因是他们虽虚拟址一样，但，页目录、页表、物理页面各不相同。相同的虚拟址，映射到不同的物理页面内存单元，最终访问不同的物理页面。

但！线程不同！两个线程具有各自独立的PCB，但共享同一个页目录，也就共享同一个页表和物理页面。所以两个PCB共享一个地址空间。
实际上，无论是创建进程的fork，还是创建线程的pthread_create，底层实现都是调用同一个内核函数clone。
如果复制对方的地址空间，那么就产出一个“进程”；如果共享对方的地址空间，就产生一个“线程”。
因此：Linux内核是不区分进程和线程的。只在用户层面上进行区分。所以，线程所有操作函数 pthread_* 是库函数，而非系统调用。

也有别的资料说，线程有PCB，不是单独的一个进程，我更偏向第一种说明，这里第二种资料就不展开了。

线程共享资源：

• 文件描述符表
• 每种信号的处理方式sigaction
• 当前工作目录
• 用户ID和组ID
• 内存地址空间 (.text/.data/.bss/heap/共享库)

线程非共享资源：

• 线程id
• 处理器现场和栈指针(内核栈)
• 独立的栈空间(用户空间栈)
• errno变量
• 信号屏蔽字
• 调度优先级

多线程中的信号处理

协程

协程的思想很早就被提出来了，最初是为了解决编译器实现中的问题，后来相继出现了很多种实现方式，例如windows中的纤程，再例如lua中coroutine，由于go原生支持协程，所以以下介绍皆是围绕go协程展开。

线程是进程中的执行体，拥有一个执行入口，以及从进程虚拟地址空间中分配的栈(用户栈和内核栈)，操作系统会记录线程控制信息，而线程获得CPU时间片以后才可以执行，CPU这里栈指针，指令指针，栈基等寄存器都要切换到对应的线程。如果线程自己又创建了几个执行体(协程),给它们各自指定执行入口，申请一些内存分给它们用作执行栈，那么线程就可以按需调度这几个执行体了。为了实现这些执行体的切换，线程也需要记录它们的控制信息。包括ID，执行栈的位置，执行入口地址，执行现场等等。线程可以选择一个执行体来执行，此时CPU中指令指针就会指向这个执行体的执行入口，栈基和栈指针寄存器也会指向线程给它分配的执行栈。要切换执行体时，需要先保存当前执行体的执行现场，然后切换到另一个执行体。通过同样的方式，可以恢复到之前的执行体， 这样就可以从上次中断的地方继续执行。这些由线程创建的执行体就是所谓的“携程”。因为用户程序不能操作内核空间，所以只能给协程分配用户栈，而操作系统对协程一无所知，所以协程又被称为“用户态线程”。

上图是GMP模型，M是内核线程，对内核而言，它执行什么，全权由P调度器进行调度，G是协程，操作系统对用户态协程一无所知。协程整体对内核保持一个线程的形态，而局部对用户态来说，分成了多个协程。
深入理解GMP模型
协程和IO多路复用