写了一年 golang，来聊聊进程、线程与协程，javamap 底层原理

在进程切换时需要转换内存地址空间，而线程切换没有这个动作，所以线程切换比进程切换代价更小。

为什么内存地址空间转换这么慢？Linux 实现中，每个进程的地址空间都是虚拟的，虚拟地址空间转换到物理地址空间需要查页表，这个查询是很慢的过程，因此会用一种叫做 TLB 的 cache 来加速，当进程切换后，TLB 也随之失效了，所以会变慢。

综上，线程是为了降低进程切换过程中的开销。

协程

当我们的程序是 IO 密集型时（如 web 服务器、网关等），为了追求高吞吐，有两种思路：

1. 为每个请求开一个线程处理，为了降低线程的创建开销，可以使用线程池技术，理论上线程池越大，则吞吐越高，但线程池越大，CPU 花在切换上的开销也越大

线程的创建、销毁都需要调用系统调用，每次请求都创建，高并发下开销就显得很大，而且线程占用内存是 MB 级别，数量不能太多

为什么线程越多 cpu 切换越多？准确来说是可执行的线程越多，cpu 切换越多，因为操作系统的调度要保证绝对公平，有可执行线程时，一定是要雨露均沾，所以切换次数变多

1. 使用异步非阻塞的开发模型，用一个进程或线程接收请求，然后通过 IO 多路复用让进程或线程不阻塞，省去上下文切换的开销

这两个方案，优缺点都很明显，方案 1 实现简单，但性能不高；方案 2 性能非常好，但实现起来复杂。有没有介于这两者之间的方案？既要简单，又要性能高，协程就解决了这个

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问题。

协程是用户视角的一种抽象，操作系统并没有这个概念，其主要思想是在用户态实现调度算法，用少量线程完成大量任务的调度。

协程需要解决线程遇到的几个问题：

• 内存占用要小，且创建开销要小

• 减少上下文切换的开销

第一点好实现，用户态的协程，只是一个数据结构，无需系统调用，而且可以设计的很小，达到 KB 级别。

第二点只能减少上下文切换次数来解决，因为协程的本质还是线程，其切换开销在用户态是无法降低的，只能通过降低切换次数来达到总体上开销的减少，可以有如下手段：

1. 让可执行的线程尽量少，这样切换次数必然会少

2. 让线程尽可能的处于运行状态，而不是阻塞让出时间片

Goroutine

goroutine 是 golang 实现的协程，其特点是在语言层面就支持，使用起来非常方便，它的核心是 MPG 调度模型：

• M：内核线程

• P：处理器，用来执行 goroutine，它维护了本地可运行队列

• G：goroutine，代码和数据结构

• S：调度器，维护 M 和 P 的信息

除此之外还有一个全局可运行队列。

1. 在 golang 中使用 go 关键字启动一个 goroutine，它将会被挂到 P 的 runqueue 中，等待被调度

1. 当 M0 中正在运行的 G0 阻塞时（如执行了一个系统调用），此时 M0 会休眠，它将放弃挂载的 P0，以便被其他 M 调度到