协程的英文名称叫做coroutine，在go中，叫goroutine。

一、用户栈和内核栈

32位linux系统上，进程的地址空间为4G，包括1G的内核地址空间——内核栈，和3G的用户地址空间——用户栈。

内核栈

内核栈，是各个进程在刚开始建立的时候通过内存映射共享的，但是每个进程拥有独立的4G的虚拟内存空间从这一点看又是独立的，互不干扰的（只是刚开始大家都是映射的同一份内存拷贝）。

用户栈

用户栈就是大家所熟悉的内存四区，包括：代码区、全局数据区、堆区、栈区

内存结构图

内核栈和用户栈的切换

当进程在用户空间运行时，CPU堆栈寄存器的内容是用户堆栈地址，使用用户栈。当进程在内核空间时，CPU堆栈寄存器的内容是内核栈地址空间，使用的是内核栈。
当进程因为中断或系统调用进入内核时，进程使用的堆栈也需要从用户栈到内核栈。进程陷入内核态后，先把用户堆栈的地址保存到内核堆栈中，然后设置CPU堆栈寄存器为内核栈的地址，这样就完成了用户栈到内核栈的转换。
当进程从内核态恢复到用户态时，把内核中保存的用户态堆栈的地址恢复到堆栈指针寄存器即可。这样就实现了内核栈到用户栈的转换。

二、进程的栈

内核在创建进程的时候，在创建task_struct的同时，也会为进程创建相应的堆、栈。每个进程会有两个栈，一个用户栈，存在于用户空间，一个内核栈，存在于内核空间。
当进程在用户空间运行时，cpu堆栈指针寄存器里面的内容是用户堆栈地址，使用用户栈；
当进程在内核空间时，cpu堆栈指针寄存器里面的内 容是内核栈空间地址，使用内核栈。

三、线程的栈

我们知道，线程之间是共享同一个进程堆空间，但是每个线程的栈空间是独立的。
线程栈的空间开辟在所属进程的堆区与共享内存区之间，线程与其所属的进程共享进程的用户空间，所以线程栈之间可以互访。

四、协程的栈

我们已经知道线程是进程中的执行体，拥有一个执行入口以及从进程虚拟地址空间分配的栈，包括用户栈和内核栈。由线程创建的执行体就是协程，因为用户程序不能操作内存空间，所以只能给协程分配用户栈，而操作系统对协程一无所知。所以协程又被称为“用户态线程”。
操作系统会记录线程控制信息，而线程获得CPU时间片以后才可以执行。
由线程创建的执行体，就是所谓的协程。

四、进程、线程与CPU核心数的关系

这个取决于不同语言的并发模型。如python就是1个内核线程对应一个用户进程。python虽然支持多线程，但是你可以发现cpu使用率无法超过100%，即使你是个八核计算机，它也只用到1个核，如果想在python中用到多核，就得开多进程。
像java和c++这种，就是一个内核线程对应一个用户线程。这样你在java中开了3个线程，理论上最多就能把cpu利用到300%。
像go的花，就是内核线程和用户线程没有固定的对应关系。

五、协程vs线程

	协程	线程
创建数量	轻松创建上百万个协程而不会导致系统资源衰竭	通常最多不能超过1万个
内存占用	初始分配4k堆栈，随着程序的增长自动增长删除	创建线程时必须制定堆栈且是固定的，通常以M为单位
切换成本	协程切换只需要保存3个寄存器，耗时约200ns	线程的切换需要保存几十个寄存器，耗时约1000ns
调度方式	非抢占式，由goroutine主动交出控制权	在时间片用完后，由CPU中断任务强行将其调度走，这时必须保存很多信息
创建销毁	goroutine因为是由go runtime负责管理的，创建和销毁的消耗比较小，是用户级的	创建和开销巨大，因为要和操作系统打交道，是内核级的，通常解决办法是线程池

五、MPG并发模型

• M：Machine，对应一个内核线程
• P：Processor，虚拟处理器，代表M所需的上下文环境，是处理用户级代码逻辑的处理器。P的数量由环境变量中的GOMAXPROCS决定，默认情况下就是核数
• G：Goroutine，本质上是轻量级的线程，G0正在执行，其他G在等待。 MPG并发模型
  首先记得我们在上一节里面说的：go的线程跟内核线程没有严格的对应关系。
  如图所示，M0（Machine）是用来绑定内核线程的，P（Processor）是负责执行G（Goroutine）的。从图里可以看出，G0正在执行，而其余3个G正在等待。
  加入你是8核的计算机，则最多会存在8个我们上述图里的结构。
  有以下的情景：
  P本来在执行G0，然后G0触发了系统调用而我们知道系统调用是比较慢的，而P右边的等待队列里的3个G还亟待执行，这个时候，就会发生下面的情况： G0触发系统调用的情景 这里P直接绑定了新的Machine——M1，M1即是对应的一个新的内核线程，这样等待队列的G就可以被执行了；原来的G0此刻在等待系统调用的返回。
  当G0的系统调用返回之后，G0发现自己没有P了，而G0又必须依赖于P才能继续执行。此时G0就会被放到全局的可运行队列：runqueue中，这个队列就是那些找不到P的G。同时M0也被释放出来了，就会被放到线程缓存中去。 G0和M0的回收
  此时全局队列runqueue中的G都在嗷嗷待哺，等待着P的执行。而P会周期地去扫描全局队列，如果发现里面有G的话，就会把G拿过来，挂到自己的局部队列里去，这样过一会儿，G0就会被P去执行了。如下图所示： G0重新进入局部队列等待被P执行
  整个过程中，G0本来绑定的是内核线程M0，最后绑定的是内核线程M2。这个可以表明，内核线程M和我们协程G的绑定关系是动态变化的。