协程的概念，协程+遇到IO切换实现单线程提供并发

1、协程是什么？

协程，英文为coroutine，也被称作轻量级线程或者微线程，是一种用户态的轻量级线程。协程的执行不是由系统内核来调度，而是由用户程序自行控制。这意味着协程的切换非常快，几乎只涉及到几个寄存器的内容变更。

协程的主要思想是控制权来回切换，在函数执行过程中，如果遇到了等待IO操作，程序会暂时将控制权交回给用户，用户可以控制协程切换到其他函数执行，等到IO操作完成后，再通过某种方式将控制权交回原来的协程，继续执行。这种切换过程相比于线程的上下文切换开销非常小。

2、进程、线程、协程的区别？

进程、线程和协程是操作系统中处理任务的基本单位，它们有以下区别：

• 进程（Process）：进程是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。每个进程都拥有独立的内存空间和系统资源。进程之间的通信(IPC，inter-process communication)需要经过操作系统进行中转，因此开销较大。
• 线程（Thread）：线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，它是比进程更小的能独立运行的基本单位。线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈），但它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。线程之间的切换开销相对较小。
• 协程（Coroutine）：协程是一种用户态的轻量级线程，协程的调度完全由用户程序自行控制。协程有点类似于线程，但协程完全在用户态下执行，不需要内核的参与。协程的切换开销非常小，几乎只涉及到几个寄存器的内容变更。

python代码： 

# 协程
# 进程,操作系统中存在
# 线程,操作系统中存在
# 协程,是由程序员创造出来的一个不是真实存在的东西
# 协程:是微线程,对一个线程程序分片,使得线程在代码块之间来回切换执行,不是在原来遂行执行
import greenlet
def f1():
    print(11)
    gr2.switch()
    print(22)
    gr2.switch()

def f2():
    print(33)
    gr1.switch()
    print(44)

# 协程1
gr1=greenlet.greenlet (f1)
# 协程2
gr2=greenlet.greenlet (f2)
gr1.switch()

# 单纯的协程无用,而且会降低性能（来回切换）
print("#######################")
def f11():
    print(11)
    print(33)

def f22():
    print(22)
    print(44)

f11()
f22()

 运行结果;

3、协程可以提高并发？

虽然协程可以使得单线程内的并发性提高，但是它本身并不能实现真正的并发。因为在一个时间点，只有一个协程在执行。要想实现真正的并发，通常会使用多线程或多进程。但是，对于IO密集型任务，使用协程结合事件循环的异步非阻塞框架可以获得更高的性能。这是因为，相比于线程和进程，协程在切换时的开销非常小。

注意：单纯的协程无用,而且会降低性能（来回切换）

4、单线程提供并发：

在单线程中实现并发的一种方式是使用协程+IO切换的方式，例如使用Python的gevent库。另一种方式是使用基于事件循环的异步非阻塞框架，例如Twisted。这两种方式都可以实现在单线程中提高程序的并发性能。

协程+IO切换 实现单线程提供并发：

# 协程+遇到IO就切换=>才有意义
from gevent import monkey
monkey.patch_all()
#以后代码中遇到I0,都会自动执行greenlet的switch，进行切换
import requests
import gevent
def get_page1(url):
    ret = requests.get(url)
    print(url,ret.content)

def get_page2(url):
    ret = requests.get(url)
    print(url,ret.content)

def get_page3(url):
    ret = requests.get(url)
    print(url,ret.content)

gevent.joinall([ gevent.spawn(get_page1, 'https://www.python.org/'),#协程1
                gevent.spawn(get_page2, 'https://www.yahoo.com/'),#协程2
               gevent.spawn(get_page3, 'https://github.com/'),]) #协程3

 5、总结：

# 1.什么是协程?
# 协程也可以称为“微线程”,就是开发者控制线程执行
# 控制先执行某段代码，然后再切換到另外函数执行，来回切换

# 2.协程可以提高并发?
# 协程自己本身无法实现并发(甚至性能会降低)。
# 协程+IO切换，性能提高。

# 3.进程、线程、协程的区别?

# 4.単线程提供井发:
# -协程+IO切换:gevent
# -基于事件循环的异歩非阻塞框架:Twisted