一、進程與線程

進程是操作系統資源分配的基本單位，是程序運行的實例。例如打開一個瀏覽器就開啟了一個進程。

線程是操作系統調度到CPU中執行的基本單位。例如在瀏覽器里新建一個窗口就需要一個線程來進行處理。

在一般情況下，線程是進程的組成部分，一個進程可以包含多個線程。例如瀏覽器可以新建多個窗口。

進程中的多個線程并發執行并共享進程的內存等資源。例如多個窗口之間可以共享登錄狀態、cookie等信息。

進程之間相對獨立，不同進程具有不同的內存地址空間，系統資源描述符等。例如再新開一個瀏覽器，就又開啟了一個進程，瀏覽器之間狀態相互獨立。

開啟一個進程的開銷比開啟一個線程大得多，且進程具有獨立的內存空間，多進程之間的通信通常比較困難。

二、并發與并行

并發不等于并行。

并發并不意味著同一時刻所有任務都在執行，而是在一個時間段內，所有的任務都能執行完畢。例如在單核CPU上運行多線程程序，多線程會交替搶占CPU時間片，任意一個時刻只能執行一個具體的線程。

在多核CPU上，線程可以分布在多個CPU核心上運行，實現真正的并行處理。

在多核處理場景中，并發與并行往往同時存在，多核心在并行處理多個線程，單核心中的多個線程又在交替執行。

三、go協程與線程

線程是系統調度的基本單位。go協程由go語言運行時的調度器進行調度，操作系統內核感知不到協程的存在。

在多核處理場景中，線程是并發與并行同時存在的，而go協程依托于線程，因此多核處理場景下，go協程也是并發與并行同時存在的。因為go協程從屬于某一個線程，所以即便在單核處理器上某一時刻運行一個線程，在線程內go語言調度器也會切換多個協程執行，這時協程是并發的。在多核心處理器上，如果多個協程被分配給了不同的線程，而這些線程同時被不同的CPU核心所處理，這時協程就是并行處理的。

go協程與線程存在著很多不同之處:

1.調度方式

線程: 線程是根據CPU時間片進行搶占式調度的。操作系統通過中斷信號(定時器中斷、I/O設備中斷等)執行線程的上下文切換。當發生線程上下文切換時，需要從操作系統用戶態轉移到內核態，并保存狀態信息；當切換到下一個要執行的線程時，需要加載狀態信息并從內核態轉移到操作系統用戶態。

協程: 協程存在于用戶態，由go語言運行時調度器進行調度。協程從屬于某一個線程，多個協程可以調度到一個線程中，一個協程也可能切換到多個線程中執行，因此協程與線程是多對多(M:N)的關系。

2.調度策略

• 線程:?搶占式調度。操作系統調度器為了均衡每個線程的執行周期，會定時發出中斷信號強制執行線程上下文切換。
• 協程:?協作式調度。一個協程處理完自己的任務后，可以主動將執行權限讓渡給其他協程，不會被輕易搶占。只有在協程運行了過長時間后，go語言調度器才會強制搶占其執行。

3.上下文切換速度

線程: 線程上下文的切換需要經過操作系統用戶態與內核態的切換，切換速度大約為1～2微秒。

協程: 協程屬于用戶態輕量級的線程，協程的切換不需要經過用戶態與內核態的切換，且切換時只需要保存極少的狀態值，因此切換速度快數倍，大約為0.2微秒左右。(大約10倍于線程的切換速度)

4.棧的大小

線程: 線程的棧大小一般是在創建時指定的，linux及mac上默認的棧大小一般為8MB(可以通過ulimit -s查看)。2000個線程需要消耗16G虛擬內存。

協程: go協程棧大小默認為2KB, 16G虛擬內存可以創建800多萬個協程。在實踐中，經常可以看到存在成千上萬的協程。

四、GMP模型

協程(G)線程(M)邏輯處理器(P)模型描述了線程與協程的關系。在GMP模型中：

G代表go協程(Goroutine),M代表實際的線程，P代表邏輯處理器(Process)。go語言為了方便協程的調度與緩存，抽象出了邏輯處理器P。

在任一時刻，一個邏輯處理器P可能在本地包含多個協程G，同時綁定一個線程M。需要注意的是，一個協程G并不是固定綁定同一個邏輯處理器P的，可能轉移到其他邏輯處理器中。

邏輯處理器P對應的線程M也是不固定的，在某些時候可能轉移到其他P中執行。