线程、进程和协程是并发编程的重要组成部分。
进程（Process）
定义
进程是操作系统分配资源的基本单位，表示一个正在执行的程序。一旦一个程序被加载到内存中，它就成为一个进程，而每个进程都有其独立的内存空间。
特征
- 进程之间互相独立，拥有各自的内存和资源，保证了安全性。
- 操作系统能够同时管理多个进程，并通过调度算法合理分配 CPU 时间。
- 进程间的通信（IPC）可以通过管道、消息队列、共享内存、套接字等多种方式进行。
应用场景
适合大型应用程序，如数据库系统、Web 服务器等，需要高隔离性的任务。
在计算密集型任务中，独立的进程能够充分利用多核 CPU 的优势。
线程（Thread）
定义
线程是进程内部的一个执行单元，同一进程内的多个线程共享进程的内存和资源。线程的引入是为了提高程序的并发性和执行效率。
特征
- 轻量级：线程的开销比进程小，创建和销毁速度快。
- 共享内存：同一进程中的线程可以直接访问进程的数据区，包括全局变量和堆内存，这使得线程之间的通信非常高效。
- 上下文切换：线程之间的切换比进程快，因为不需要切换内存映像。
线程管理：
线程的创建与销毁：通常通过库调用（如 POSIX 线程库）来创建和管理线程。
- 调度：线程的调度可以是抢占式或非抢占式，操作系统根据优先级和可用资源进行调度。
应用场景
线程适合于需要高频率上下文切换的应用，如多用户 web 服务器、实时数据处理等；
用户界面应用程序中通常使用线程来处理后台计算，以保持界面的响应性。
协程（Coroutine）
定义
协程是一种更轻量级的用户级线程，通过程序员控制协程的执行顺序和上下文切换。协程通常在单线程中执行，通过挂起和恢复来实现并发。
特征
高效性：协程的创建和切换成本极低，能够在单个线程中高效处理大量并发请求，而不需要多线程上下文切换的开销。
非阻塞 I/O：协程通常以非阻塞的方式执行，可以在等待 I/O 操作时主动让出控制权，从而提高资源利用率。
用户友好：协程的使用通常可以让代码更简洁和易于理解。
协程的管理：
协程一般由程序开发者通过框架进行调度。协程的执行状态可以在每次挂起时保存，并在恢复时继续执行。
应用场景
协程非常适合于高并发的网络请求处理，如 Web 应用服务器、爬虫等，因为能够简单明了地管理大量的并发操作。
协程适合 I/O 密集型任务，能够有效应对大量请求而又不占用过多的线程资源。
三者的关系
进程是系统资源分配的基本单位，而线程和协程则是在进程内部进行管理和调度的更小单位。
进程>线程。线程是进程的子任务，一个进程可以包含多个线程，多个线程可以在同一进程内并发执行，分享进程的资源。
协程是线程的一种特殊形式，它允许在线程内进行更细粒度的切换与管理。协程由程序员控制，可以在执行过程中挂起和恢复，通常用于高效的异步处理。
三者的区别
在内存与资源管理方面
- 进程：每个进程都有独立的内存空间和资源分配。这意味着进程之间的数据是相互隔离的，安全性较高。
- 线程：同一进程内的线程共享进程的资源，包括内存空间，这使得线程间的通信成本更低，但也增加了同步和安全问题。
- 协程：在同一线程内，协程共享线程的栈空间和全局变量，但彼此间是独立的。协程的切换与管理不需要系统调用，开销更小。
在创建与销毁的开销上
开销上：进程>线程>协程
- 进程：进程的创建和销毁开销较高，通常需要操作系统进行上下文切换。
- 线程：线程的创建和销毁相对轻量，但是仍然需要一定的系统资源。
- 协程：协程非常轻量，创建和销毁的开销极小，通常只涉及堆栈的分配和释放。
在调度方式上
- 进程：由操作系统进行调度，系统负责管理进程的执行。
- 线程：同样由操作系统调度，线程的切换成本低于进程，但还需要上下文切换。
- 协程：由程序员自行调度，通过代码逻辑来控制协程的何时挂起和恢复，避免了上下文切换带来的开销。
在并发与并行方面
- 进程和线程：可以实现真正的并行处理（如在多核 CPU 上运行），同时使用多个处理器进行处理。
- 协程：虽然可以模拟并发，但实际上是在单一线程上实现的，它通过挂起和恢复操作来切换上下文。
总结
- 进程：拥有独立的资源和内存空间，开销大，安全性高。
- 线程：轻量级的执行单位，能共享资源，但需要注意线程安全。
- 协程：在同一线程内以极低的开销进行的用户级调度，适合高并发场景。
