什么是线程

线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。大部分情况下，它被包含在进程之中，是进程中的实际运作单位。一条线程指的是进程中一个单一顺序的控制流，一个进程中可以并发多个线程，每条线程并行执行不同的任务。

在一些系统中，线程也被称之为轻量进程。而轻量进程一般指的内核线程。

一个进程可以有很多线程来处理，每条线程并行执行不同的任务。如果进程要完成的任务很多，这样需很多线程，也要调用很多核心。因此在多核的CPU上面使用多线程程序设计能更有效地利用CPU。

多线程示例：

@Test
    public void testThread() {
        Thread thread1 = new Thread(() -> funA(),"Thread-1");
        Thread thread2 = new Thread(() -> funB(),"Thread-2");
        Thread thread3 = new Thread(() -> funC(),"Thread-3");

        thread1.start();
        thread2.start();
        thread3.start();
    }

    public void funA() {
        System.out.println("A1");
        System.out.println("A2");
        System.out.println("A3");
    }

    public void funB() {
        System.out.println("B1");
        System.out.println("B2");
        System.out.println("B3");
    }

    public void funC() {
        System.out.println("C1");
        System.out.println("C2");
        System.out.println("C3");
    }

运行结果：

A1
C1
C2
C3
B1
A2
A3
B2
B3

线程调度示意图：

如上图，一个线程绑定一个任务，任务会在CPU内执行，在Windows和Liunx等系统中，任务的调度采用的时间片强占调用方式。任务的状态分为运行状态和就绪状。举个例子，当任务1进行到就绪状态时，就会进行中断处理，并保存当前任务相关的执行信息（存在内存中），操作系统内核会分配接下来可以执行哪个任务，我们假设分配给了任务3执行。当任务3中断了，可能跳到了任务2，也可能跳回到了任务1，读取保存的执行信息，继续执行起来。

这里就会有3个线程之间的来回切换。

线程阻塞切换需要在操作系统的内核上面切换，会有用户态到内核态的切换。

协程与线程

上面描述我们知道，线程中任务的调度是由内核操作的，会有用户空间到内核空间的跨越，不利于系统性能。而聪明的程序员想到，何不自己写一套程序来控制任务之间的调度呢，这样将任务调度控制在用户空间。

关于协程，我们来看看维基百科上面关于协程的介绍：

协程非常类似于线程。但是协程是协作式多任务的，而线程典型是抢占式多任务的。这意味着协程提供并发性而非并行性。协程相比线程，优势是它们可以用于硬性实时的语境（在协程之间的切换不需要涉及任何系统调用或任何阻塞调用），这里不需要用来守卫关键区块的同步性原语（primitive）比如互斥锁、信号量等，并且不需要来自操作系统的支持。有可能以一种对调用代码透明的方式，使用抢占式调度的线程实现协程，但是会失去某些利益（特别是对硬性实时操作的适合性和相对廉价的相互之间切换）。

线程是协作式多任务的轻量级线程，本质上描述了同协程一样的概念。其区别，如果一定要说有的话，是协程是语言层级的构造，可看作一种形式的控制流，而线程是系统层级的构造，可看作恰巧没有并行运行的线程。这两个概念谁有优先权是争议性的：线程可看作为协程的一种实现，也可看作实现协程的基底。

一个线程其实就是执行一个子程序，那么什么什么是子程序呢？

子程序就是函数，在Java中就是方法。如果一个funA调用了funB，funB调用funC，那么，需要先执行完funC，再执行funB，最后再执行funA。

整个子程序内部调用是通过栈来实现的。

那么协程跟子程序有什么关系呢？

其实协程也是一个子程序，但是在执行子程序的过程中，子程序的内部可以中断，转而去执行别的子程序，之后又可以回来执行当前的子程序。

这个是不是有点像CPU的中断。

我们来看一段代码：

funA() {
  println("A1");
  println("A2");
  println("A3");
}

funB() {
  println("B1");
  println("B2");
  println("B3");
}

funC() {
  println("C1");
  println("C2");
  println("C3");
}

如果上面的代码由协程执行，可能在执行funA的时候在内部某一点中断，然后就去执行funB，也有可能回去执行funC，最后的结果可能就是：

A1
A2
C1
C3
A3
B3
B2
C2
B1

在这里要注意的是3个函数之间是没有互相调用的。这里的显示也并没有使用多线程技术，而只是用了一个线程执行的。

既然多线程也能实现上面的功能，为什么还要诞生协程呢？

在协程中，子程序的切换不是线程间的切换，而是由程序本身去控制。所以相对于多线程，没有了线程之间来回切换的开销。特别是在线程数量很多的情况下。

如果在多线程中我们需要要操作共享资源，我们就需要使用锁，我们可能会使用各种不同级别的锁，甚至会使用操作系统层面的锁。如果是在协程中，就不需要使用锁了。

总的来说，协程提高了程序的执行的效率。如果我们的系统是多核的，我们可以利用多核加上协程最大程度地发挥系统性能。

有关协程的发展史

协程的概念最早在20世纪90年代就诞生了，而线程的概念是在80年代才提出的，就使用情况来说，协程的使用远远不如线程广泛。

近些年，一些编程语言的新贵Go和Kotlin纷纷引入了协程这个语言特性，使得协程这个似乎十分陌生的概念开始频繁进入大家的视野。

相信对于从事Java开发的程序员来说，没有听过协程也很正常，我也是在网上看到一篇腾讯的面试攻略，才知道有协程这个东西。

如果你掌握的语言是Go，Kotlin或者Python等语言，那就该了解下协程。大厂比较喜欢面试这些东西。

好了，如果别人问你什么是协程，你可以说：协程是一种轻量级线程。

参考

1.协程 - 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)-https://zh.wikipedia.org/wiki/协程

2.多线程 - 维基百科，自由的百科全书 (wikipedia.org)-https://zh.wikipedia.org/wiki/多线程

3.协程 - 廖雪峰的官方网站 (liaoxuefeng.com)-https://www.liaoxuefeng.com/wiki/897692888725344/923057403198272