进程

按照教科书上的定义，进程是资源管理的最小单位，线程是程序执行的最小单位。在操作系统设计上，从进程演化出线程，最主要的目的就是更好的支持多核处理器以及减小（进程/线程）上下文切换开销。

为什么要这样设计，原因就是：程度运行需要计算机各方面的资源，但CPU速度太快了，寄存器勉强能跟上它，其它诸如RAM及其它设备就更别提了，所以，在执行多个任务的时候CPU采取的策略是轮流着来。

进程是对正在运行程序的一个抽象。一个程序运行时,计算机还能同时读取磁盘,并向屏幕或打印机输出正文。在多道程序设计系统中,CPU由一道程序切换至另一道程序,每道程序各运行几十或几百个毫秒。在一瞬间,CPU只能运行一道程序,但在一秒钟里,它能运行多道程序。

如果在同时有三个程序在运行。这三道程序被抽象为三个各自拥有自己控制流程(即每个程序自己的程序计数器)的进程,并且每个进程都独立运行。

当执行一段代码时，除了CPU，其它相关资源或设备诸如显卡、硬盘等都要准备好，然后CPU才能开始工作。这里，除了CPU之外的所有资源就构成了“上下文”。

多程序具体的轮流方法就是：先加载程序A的上下文，然后开始执行A，保存程序A的上下文，调入下一个要执行的程序B的程序上下文，然后开始执行B,保存程序B的上下文…

线程

一个程序里的独立的子任务叫”线程”。线程是进程内部的单一控制序列流。线程中有程序计数器(记录要执行的下一条指令),寄存器(保存当前的工作变量)等。

线程必须在进程中执行。进程用来把资源集中到一起，而线程则是CPU执行的实体。实际上CPU是不断的在线程中切换，因为一般的进程都是单线程的，所以也可以说是在进程中切换。但因为一个进程内可以具有多个同时发生的线程,这种情况就叫:多线程。同一个进程里的多个线程是可以共享资源的。

一个进程至少需要一个线程作为它的指令执行体，进程管理着资源（比如cpu、内存、文件等等），而将线程分配到某个cpu上执行。

如果我们把进程比喻为一个运行在电脑上的软件，那么一个软件的执行不可能是一条逻辑执行的，必定有多个分支和多个程序段，就好比要实现程序A，实际分成 a，b，c等多个块组合而成。那么这里具体的执行就可能变成

这里a，b，c的执行是共享了A的上下文，CPU在执行的时候没有进行上下文切换的。这里的a，b，c就是线程，也就是说线程是共享了进程的上下文环境，的更为细小的CPU时间段。

协程，又称微线程，纤程。英文名Coroutine。

子程序，或者称为函数，在所有语言中都是层级调用，比如A调用B，B在执行过程中又调用了C，C执行完毕返回，B执行完毕返回，最后是A执行完毕。

子程序调用是通过栈实现的，调用顺序是明确的。而协程的调用和子程序不同。协程看上去也是子程序，但执行过程中，在子程序内部可中断，然后转而执行别的子程序，在适当的时候再返回来接着执行。假如有如下伪代码：

def A():
    print '1'
    print '2'
    print '3'

def B():
    print 'x'
    print 'y'
    print 'z'

由协程执行，在执行A的过程中，可以随时中断，去执行B，B也可能在执行过程中中断再去执行A，结果可能是：

1
2
x
y
3
z

但是在A中是没有调用B的，看起来A、B的执行有点像多线程，但协程的特点在于是一个线程执行。

因为子程序切换不是线程切换，而是由程序自身控制，因此，没有线程切换的开销，和多线程比，线程数量越多，协程的性能优势就越明显。而且协程不需要多线程的锁机制，也不存在变量冲突。

因为协程是一个线程执行，如果要利用多核CPU，最简单的方法是多进程+协程，既充分利用多核，又充分发挥协程的高效率，可获得极高的性能。相当于用协和替换了线程。