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进程在早期的单任务计算机中，用户一次只能提交一个作业，独享系统的全部资源，同时也只能干一件事情。进行计算时不能进行 IO 读写，但 CPU 与 IO 的速度存在巨大差异，一个作业在 CPU 上所花费的时间非常少，大部分时间在等待 IO。
为了更合理的利用 CPU 资源，把内存划分为多块，不同程序使用各自的内存空间互不干扰，这里单独的程序就是一个进程，CPU 可以在多个进程之间切换执行，让 CPU 的利用率变高。
为了实现 CPU 在多个进程之间切换，需要保存进程的上下文（如程序计数器、栈、内核数据结构等等），以便下次切换回来可以恢复执行。还需要一种调度算法，Linux 中采用了基于时间片和优先级的完全公平调度算法。
线程多进程的出现是为了解决 CPU 利用率的问题，那为什么还需要线程？答案是为了减少上下文切换时的开销。
进程在如下两个时间点可能会让出 CPU，进行 CPU 切换：
进程阻塞，如网络阻塞、代码层面的阻塞（锁、sleep等）、系统调用等进程时间片用完，让出 CPU而进程切换 CPU 时需要进行这两步：
切换页目录以使用新的地址空间切换内核栈和硬件上下文进程和线程在 Linux 中没有本质区别，他们最大的不同就是进程有自己独立的内存空间，而线程（同进程中）是共享内存空间。
在进程切换时需要转换内存地址空间，而线程切换没有这个动作，所以线程切换比进程切换代价更小。
为什么内存地址空间转换这么慢？Linux 实现中，每个进程的地址空间都是虚拟的，虚拟地址空间转换到物理地址空间需要查页表，这个查询是很慢的过程，因此会用一种叫做 TLB 的 cache 来加速，当进程切换后，TLB 也随之失效了，所以会变慢。
综上，线程是为了降低进程切换过程中的开销。
协程当我们的程序是 IO 密集型时（如 web 服务器、网关等），为了追求高吞吐，有两种思路：
为每个请求开一个线程处理，为了降低线程的创建开销，可以使用线程池技术，理论上线程池越大，则吞吐越高，但线程池越大，CPU 花在切换上的开销也越大线程的创建、销毁都需要调用系统调用，每次请求都创建，高并发下开销就显得很大，而且线程占用内存是 MB 级别，数量不能太多
为什么线程越多 cpu 切换越多？准确来说是可执行的线程越多，cpu 切换越多，因为操作系统的调度要保证绝对公平，有可执行线程时，一定是要雨露均沾，所以切换次数变多
使用异步非阻塞的开发模型，用一个进程或线程接收请求，然后通过 IO 多路复用让进程或线程不阻塞，省去上下文切换的开销这两个方案，优缺点都很明显，方案1实现简单，但性能不高；方案2性能非常好，但实现起来复杂。有没有介于这两者之间的方案？既要简单，又要性能高，协程就解决了这个问题。
协程是用户视角的一种抽象，操作系统并没有这个概念，其主要思想是在用户态实现调度算法，用少量线程完成大量任务的调度。
协程需要解决线程遇到的几个问题：
内存占用要小，且创建开销要小减少上下文切换的开销第一点好实现，用户态的协程，只是一个数据结构，无需系统调用，而且可以设计的很小，达到 KB 级别。
第二点只能减少上下文切换次数来解决，因为协程的本质还是线程，其切换开销在用户态是无法降低的，只能通过降低切换次数来达到总体上开销的减少，可以有如下手段：
让可执行的线程尽量少，这样切换次数必然会少让线程尽可能的处于运行状态，而不是阻塞让出时间片Goroutinegoroutine 是 golang 实现的协程，其特点是在语言层面就支持，使用起来非常方便，它的核心是MPG调度模型：
M：内核线程P：处理器，用来执行 goroutine，它维护了本地可运行队列G：goroutine，代码和数据结构S：调度器，维护M和P的信息除此之外还有一个全局可运行队列。
在 golang 中使用 go 关键字启动一个 goroutine，它将会被挂到 P 的 runqueue 中，等待被调度
当 M0 中正在运行的 G0 阻塞时（如执行了一个系统调用），此时 M0 会休眠，它将放弃挂载的 P0，以便被其他 M 调度到
当 M0 系统调用结束后，会尝试“偷”一个 P，如果不成功，M0 将 G0 放到全局的 runqueue 中P 会定期检查全局 runqueue，保证自己消化完 G 后有事可做，同时也会从其他 P 里“偷” G从上述看来，MPG 模型似乎只限制了同时运行的线程数，但上下文切换只发生在可运行的线程上，应该是有一定的作用，当然这只是一部分。
golang 在 runtime 层面拦截了可能导致线程阻塞的情况，并针对性优化，他们可分为两类：
网络 IO、channel 操作、锁：只阻塞 G，M、P 可用，即线程不会让出时间片系统调用：阻塞 M，P 需要切换，线程会让出时间片所以综合来看，goroutine 会比线程切换开销少。
总结从单进程到多进程提高了 CPU 利用率；从进程到线程，降低了上下文切换的开销；从线程到协程，进一步降低了上下文切换的开销，使得高并发的服务可以使用简单的代码写出来，技术的每一步发展都是为了解决实际问题。
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