一、简介
随着互联网的高速发展，用户量也发生了高速的增长。串行模型演变到并发模型，后台的服务框架也是从单体服务，演变成多机服务。后台服务也一直在解决一个问题，如何用最少的服务资源去处理更多的请求？
想要提高资源的利用率，单一提高CPU利用率，或者单一提高IO的利用率都没有用，只有同时提升两者的利用率才会提升资源利用率。
方案：多线程，多进程，异步IO，还有协程。
进程、线程是内核级别的。但是协程对于内核来说是无感知的，完全由用户自己控制，所以也称之为用户级线程，因为不被内核感知，无法做到CPU的强制切换，（例如：进程、线程间切换） ，只能自己主动交出控制权。
二、为什么使用协程？
2.1、线程
线程是由操作系统内核控制的，如果使用多线程处理高并发场景，一个线程线程处理一个Socket，会导致大量的线程切换，线程的创建比较耗时，并且线程需要预先分配几M的栈空间，线程间上下文切换与调度消耗很多资源，例如从用户态切换到内核态，保存当前线程环境，加载目标线程的执行环境，在从内核态切换到用户态，性能可能反而降低，使用基于事件的异步编程可以解决这种问题。但是相应的提高开发上的复杂度。
2.2、协程
协程相对于线程轻量很多，创建或者切换协程仅相当于一次函数调用，每个协程只需几十个字节就可以保存状态，相对线程栈低很多，协程是基于线程的，可以理解为在用户层模拟线程操作。每创建一个协程，都与一个内核态线程动态绑定，用户态下实现调度，切换，真正执行任务的还是内核线程，因为协程是在用户级别完成调度，切换的，对于内核来说是无感知的，所以内核的调度是基于用户进程的，也就避免了线程间的切换问题，大量节省资源。很多协程库都是这种模式。
2.3、小结
这种在用户态模拟的线程模型并非真正的实现并发。如果因某些操作，导致阻塞，比如IO阻塞，那么整个进程就会被内核挂起。很多协程库会把阻塞操作，改成非阻塞操作。在阻塞的点上主动让出自己，通知其他协程执行。
三、协程实现
很多业务后台都是面向密集IO任务的。
1 | 处理并发模型： |
对于协程来说是如何完场上面模型的呢？
3.1、协程执行
每个线程拥有自己的线程函数，相应，每个协程都拥有一个自己的协程函数。线程函数每次从函数从第一句开始执行，参数，局部变量等都保留在线程栈上，函数返回，清空栈信息。但是协程函数所有信息保留在堆中，协程函数第一次执行，在堆中动态分配一个协程上下文，其中包含，局部变量，参数，以及交出控制权的位置，交出控制权后，堆中信息不会被删除，下一次啊执行会从堆中恢复上下文信息。协程函数结束，对应清空堆中信息。
之前提过协程是基于线程的，在用户层面上维护一个数据结构与多个线程(线程池)。协程函数在一个队列中维护，多个线程(线程池)从队列中取出协程函数执行。
3.2、协程调度
协程没有cpu权限， 无法使用cpu去完成调度。那么协程如何实现调度的呢？
3.2.1、有栈协程
创建大量协程，这些协程绑定在一个线程上(主协程)。并且每一个协程保留一个私有栈。协程执行到异步IO处，交出控制权给主协程，由主协程进行调度分配。
- 处于同一线程，协程间不存在竞态关系。
- 带有协程栈，所以可以再任意节点交出控制权
有栈协程保存调用栈信息空间消耗太大，空间使用共享栈来解决这种问题，但是也会带来相应的copy问题。
3.2.2、无栈协程
封装系统异步IO函数作为协程函数，协程一旦发起异步IO操作后，保留当前信息，控制权交付当前执行函数，线程去队列中拉取另一个协程函数执行。异步IO完成后重新获取控制权，恢复上下文环境继续执行之前协程函数。
- 只有在异步IO操作是才能交出控制权。
- 无需住协程调度
- 线程A执行异步协程B的IO操作，协程B交出控制权，线程C执行，此时协程B恢复操作。因为B不在线程C中。所以可能存在竞态关系。
无栈协程需要标准语言与编译器支持。
四、总结
线程在调度上肯定是优胜于协程的，毕竟是内核调度的。但是目前在互联网高速发展的过程中，主要需要解决的问题就是，如何用最少的服务资源去处理更多的请求？
线程的开销基本上都是MB级别的，协程的开销只是KB级别的。所以在书需求上，协程更适合现在场景的应用。