线程与协程

多线程模型

多线程模型中内核实现线程与线程之间的调度，通常一个线程是无法从头到尾占用着cpu的，尤其是进行i/o操作时，许多的系统调用都是阻塞的，此时内核保存该线程的上下文，然后挂起该线程。当然更多时候是由于该线程的本次运行时间耗尽，只得被挂起等待cpu的下一次临幸。

但是多线程存在两个问题，在线程数量过多时，问题被放大的尤为明显

• 线程的上下文切换造成的开销。
• 线程之间对资源的竞争问题。

上下文切换

上下文切换可以认为是内核（操作系统的核心）在 CPU 上对于进程（包括线程）进行以下的活动：

1. 挂起一个进程，将这个进程在 CPU 中的状态（上下文）存储于内存中的某处，
2. 在内存中检索下一个进程的上下文并将其在 CPU 的寄存器中恢复
3. 跳转到程序计数器所指向的位置（即跳转到进程被中断时的代码行），以恢复该进程。

这里的切换有一个时间片的概念

时间片即CPU分配给各个程序的时间，每个线程被分配一个时间段，称作它的时间片，即该进程允许运行的时间，使各个程序从表面上看是同时进行的。如果在时间片结束时进程还在运行，则CPU将被剥夺并分配给另一个进程。如果进程在时间片结束前阻塞或结束，则CPU当即进行切换。而不会造成CPU资源浪费。在宏观上：我们可以同时打开多个应用程序，每个程序并行不悖，同时运行。但在微观上：由于只有一个CPU，一次只能处理程序要求的一部分，如何处理公平，一种方法就是引入时间片，每个程序轮流执行。

在函数调用的时候就已经确定该函数是否会造成阻塞

在I/O密集型运算中，尤其是高并发时。为了保证公平，时间片的分配会越来越小，切换越发频繁。资源也就被浪费在了上下文切换中

而cpu密集型运算中，不需要频繁的切换线程，所以多线程是一个不错的选择

协程

为了解决I/O密集型运算内核在资源调度上的缺陷，所以引入了协程（coroutine）的概念。协程也被称为用户态的线程，内核态的线程调度由内核来完成。而用户态的线程的调度则交给用户来完成，也就是应用程序，也就是我们自己。我们可以实现自己的调度算法。更重要的是，即使我们有成千上万的线程，也不用担心线程切换浪费的资源问题了。

上面我们看到要实现线程的调度的关键就是上下文状态的保存。php中，我们通过 Generator对象来实现程序的中断与恢复。Generator 对象在程序中断时会为我们保存中断前的现场。只要有这一点，我们的应用程序就可以自己实现协程了。这里Generator如何保存上下文环境，是否像线程切换一样浪费资源还需要近一步了解。

我们可以用协程实现一个支持高并发的web服务器，如图

我们将在单个进程中同时处理这些并发的请求，从http请求开始接手，一点一点推进，直到response。图中的每一个线程其实就是我们所说的协程，我们要做的就是实现一个调度器，来分配上面每一个线程的运行时间。

具体的实现就参见 鸟哥翻译的这篇文章 在PHP中使用协程实现多任务调度

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