进程

进程是操作系统进行资源分配和调度的一个独立单位，是应用程序的载体。进程一般有程序，数据集合和进程控制块三部分组成。每一个进程都有自己的独立内存空间，不同进程通过进程间通信。由于进程比较重量，占据独立的内存，所以上下文进程间切换开销比较大，但相对比较安全。

进程具有的特征

1. 动态性：进程是程序的一次执行过程，是临时的，有生命周期的，是动态产生，动态消亡的。
2. 并发性：任何进程都可以同其他进程一起并发执行
3. 独立性：进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位
4. 结构性：程序，数据集合和进程控制块三部分组成

进程的生命周期：
进程在运行过程中有三种状态：就绪、运行、阻塞。创建和退出状态是进程的创建过程和推出过程
创建：进程正在创建，还不能运行。操作系统在创建进程时要进行的工作包括分配和建立进程，控制块表象，建立资源表格并分配资源、加载程序并建立地址空间
就绪：时间片已用完，此线程被强制暂停，等待下一个属于它的时间片到来
运行：此线程正在执行，正在占用时间片
阻塞：等待状态，等待某一个事件(如IO或另一个线程)执行完
退出：进程已结束，释放操作系统分配的资源

线程

线程是能拥有资源和独立运行的最小单位，也是程序执行的最小单位，是处理器调度的基本单元。线程一般有线程ID，当前指令指针，寄存器和堆栈组成。一个进程至少拥有一个线程，同一个进程中的多个线程共享该进行的资源。

线程的生命周期：
创建：一个新的线程被创建，等待该线程被调用执行
就绪：时间片已经用完，此线程被强制暂停，等待下一个属于它的时间片到来
运行：此线程正在执行，正在占用时间片
阻塞：等待状态，等待某一个事件(如IO或另一个线程)执行完
退出：一个线程完成任务或者其他终止条件发生，该线程终止进入退出状态，退出状态释放该线程所分配的资源。

协程

协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户控制。协程拥有自己的寄存器上下文和栈。

进程和线程、协程在python中的使用

1. 多进程一般使用multiprocessing库，来利用多核CPU，主要是用于CPU密集型的程序
2. 多线程一般使用threading库，主要用户一些IO密集型并发操作
3. 协程一般使用gevent库，主要用于非阻塞一步并发的程序

GIL锁

GIL是CPython解释器的概念，叫全局解释器锁。

产生的原因：创建Python是只考虑到单核CPU，解决多线程之间数据完整性和状态同步的最简单的方法就是加锁，于是有了GIL，因为CPython解析只允许拥有GIL全局解析器才能运行程序，这样保证了同一时刻只允许一个线程使用CPU

解决办法：

1. 更换Cpython为Ipython
2. 使用多进程完成多线程任务
3. 在使用多线程的情况可以使用C语言完成