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协程和线程是实现并发编程的两种重要方式。线程是由操作系统内核管理的执行单位,而协程是由用户程序管理的轻量级执行单位。它们在管理方式、调度机制和资源开销方面存在显著差异。
在调度方式上,线程采用抢占式调度,由操作系统控制时间片轮转,可以强制中断线程执行。而协程采用协作式调度,由用户程序控制,协程主动让出控制权,不会被强制中断。这种差异决定了它们不同的执行特性。
在资源开销方面,线程和协程存在巨大差异。线程的创建和销毁成本高,每个线程占用兆字节级别的内存,上下文切换涉及内核态转换,开销昂贵。而协程的创建销毁成本极低,仅占用千字节级别的内存,切换完全在用户态进行,速度非常快。
在并行性方面,线程可以在多核处理器上实现真正的并行执行,而协程在单线程内协作执行。在通信和同步方面,线程需要复杂的锁机制来避免竞态条件和死锁,而协程由于协作式执行,同步相对简单,可以通过通道或直接通信来交换数据。
总结一下协程和线程的主要区别:线程由操作系统管理,采用抢占式调度,开销较大但支持真正的并行执行;协程由用户程序管理,采用协作式调度,轻量高效但在单线程内执行。线程的同步机制复杂,而协程相对简单。在实际应用中,应根据具体的场景和性能需求来选择合适的并发方式。