协程Goroutine和线程之间的区别和关系

在 Windows 操作系统中，线程是内核级别的，由操作系统管理，每个线程对应一个执行路径；

协程是用户级别的，通常运行在一个线程之上，按照程序员通过代码定义的顺序执行；

Goroutine 是特定于 Go 语言的协程，由 Go 运行时管理

从 Windows 内核角度来说，它们就是普通的用户空间线程上的任务。

线程（Thread）

在 Windows 中，线程是能够在系统中执行的最小单位，是进程的一部分，共享进程的资源，但有自己的独立执行序列（或控制流）。

线程是由 Windows 内核管理和调度的，能够被操作系统调度器分配到不同的处理器核心上运行。

线程有自己的堆栈空间，用于存储局部变量和函数调用，但它们共享其所属进程的内存和资源。

线程之间的切换涉及到保存和加载寄存器，更新虚拟内存映射等，这在系统级别上是有开销的。

协程（Coroutine）

协程是用户级别的，意味着它们完全在用户空间中运行，Windows 内核并不直接管理或调度协程。

协程在单个线程中“多任务”，可以想象成在一个线程中有多个任务轮流执行，但在任何时刻都只有一个在工作。

协程的调度是程序员控制的，通常是通过库实现的。

协程之间的上下文切换非常轻量，因为不需要内核介入，只涉及到变量的状态变化。

Goroutine（Go 中的协程）

Goroutine 是 Go 语言特有的，是对协程概念的一种实现，但具有一些独特的属性，尤其是它们之间的通信方式。

在 Windows 上运行的 Go 程序会启动一些线程，Go 运行时（runtime）会在这些线程上调度许多 Goroutine。

尽管在技术上，每个 Goroutine 都是一个独立的执行路径，但它们实际上是在这些线程之上运行的。

如果你还没明白，可以看下面这个例子

线程（Thread）：想象线程就像是公司的员工。每个员工都有自己的任务和责任，但他们共享公司的资源（例如办公室、打印机等）。员工（线程）的上下班（开始和结束线程）以及工作调度（线程切换）由公司管理层（操作系统）控制，想想就挺残忍的。

如果公司要新增一个员工或者安排员工之间的工作，这需要管理层的直接参与，也会涉及到较多的人力和物力资源（也就是说，线程的创建和上下文切换成本相对较高）。

协程（Coroutine）：现在想象协程就像是在家工作的自由职业者。他们使用自己的电脑和办公设备（拥有自己的堆栈和局部变量），并且自己决定什么时候工作、什么时候休息（编程者控制）。

他们可以随时暂停工作去喝杯咖啡或是散步（yield 或等待），然后再回来继续工作。所有这些活动的安排都不需要外部管理层的参与（用户级的调度），并且几乎不需要额外的资源（低成本的任务切换）。

Goroutine（Go 中的协程）：Goroutine 就像是使用特殊工作方法的自由职业者团队。他们不仅可以自己安排工作时间（用户态调度），还使用一种特殊的通信方式 —— 他们不会直接交谈（共享内存），而是通过写信（传递消息）来沟通（Go 语言的通道机制）。这种工作方式使他们的合作更加高效和有序（并发编程更容易实现和管理）。

特性/机制	线程 (Thread)	协程 (Coroutine)	Goroutine (Go 语言)
调度	操作系统调度	用户程序调度	Go 运行时环境调度
上下文切换	开销较大	开销较小	开销较小
内存占用	相对较高	相对较低	相对较低
创建和销毁开销	较高	较低	较低
执行模型	并发/并行执行	协作式并发	并发/并行执行
资源共享	可共享进程资源	通常独立的栈和局部变量	可共享内存
应用场景	广泛的并发/并行处理	协作式多任务，事件驱动	简化并发编程，网络服务