什么是线程和协程？

线程（Thread）和协程（Coroutine）都是为了实现多任务并发处理的编程概念，但它们的实现方式和功能有所不同。

线程：线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。
它被包含在进程中，是进程中的实际运行单位。每个线程都拥有独立的运行栈和程序计数器，并共享同一进程中的各种系统资源如虚拟地址空间初始化代码等。线程之间的切换由操作系统来控制，因此称为内核级别的线程。

协程：协程可以理解为轻量级的线程，也称微线程、纤程。
协程的调度完全由用户程序自控行，称为用户级别的线程。一个程序中的协程，可以象征性的看成一个个独立的小线程，它们之间可以彼此协作，共同完成任务。进入和退出协程的操作相对于线程来说资源开销小的多。

协程和线程的主要区别

管理者：线程是由操作系统管理和调度的，而协程则是由程序代码自身进行管理和调度。也就是说，如果你创建了一个线程，那么何时切换到这个线程、何时切换出这个线程这些决定都是由操作系统来做的。而如果你创建一个协程，那么你需要在代码里显示地指定何时切换任务。

开销：创建和切换线程存在一定的系统调用和上下文切换开销，需要耗费较大的资源，比如保存和恢复线程的执行现场（即线程的一些运行状态），效率较低。而创建和切换协程直接操作内存，没有系统调用的开销，开销则小得多，因此效率较高。所以相比之下，协程能更高效地用于大量的并发任务。

阻塞：当一个线程在等待某些资源，例如磁盘IO或者网络数据时，操作系统会切换到其他线程继续工作，这时原来的线程就处于阻塞状态。而协程则可以主动放弃控制权，转而执行其他的协程任务，这就避免了因为等待资源造成的阻塞，提高了程序的运行效率。

控制：由于线程的调度由操作系统自动完成，程序对其具体的执行流程控制较弱。而协程由程序自身控制其切换，因此程序对协程的控制更为精确。

线程可以同时多个运行，协程在任意时刻只能运行一个，其他处于暂停状态。

协程简单示例

Python中的协程示例：

import asyncioasync def count():print("One")await asyncio.sleep(1)print("Two")async def main():await asyncio.gather(count(), count(), count())asyncio.run(main())

这个示例中，我们创建了一个名为count的协程。这个协程先打印"one"，然后等待1秒，再打印"Two"。注意到await关键字，它告诉Python暂停执行count协程，转而去执行其他的任务，在这里就是等待1秒。过了1秒之后，Python会回到被暂停的count协程，继续执行，打印出"Two"。

在main协程中，我们用到了asyncio.gather函数，并同时运行了三个count协程。如果没有用到协程，程序打印One和Two之间都需要等待1秒。但是在这个例子中，程序会先打印出三个"One"，然后等待1秒，再打印出三个"Two"。

asyncio.run(main())这行代码就是启动整个程序。

可以看到，通过使用协程，我们的程序可以在等待某个任务完成的期间，并发地执行其他的任务，提高了程序的效率。这就体现了协程的重要价值之一。

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问题

线程可以同时多个运行，协程在任意时刻只能运行一个，为什么说上面的例子中同时运行了三个count协程？

在回答这个问题之前，我们首先需要明确一点，即协程虽然在任意时刻只能运行一个，但是可以在任何一个协程中主动放弃执行权，将控制权交回给主调度程序（在Python中通常是某种事件循环，如 asyncio.get_event_loop()），然后主调度程序再根据一定的规则选择下一个协程执行。

特别地，当一个协程遇到IO等待（比如网络请求、磁盘读写等）的时候，它会主动放弃执行权，这样主调度程序就可以在一个协程等待的时候执行其他协程，从而实现了并发。

'asyncio.gather(count(), count(), count())'是并发地运行三个 count 协程。这并不是说这三个协程真正意义上并行（同时）运行，而是说明：当一个 count 协程执行到 ‘await asyncio.sleep(1)’ 这行代码时，会主动放弃执行权，然后事件循环就去执行下一个还未进入睡眠的 count 协程，这样循环下去就实现了这三个 count 协程的并发。

因此，我们看到"程序会先打印出三个’One’，然后等待1秒，再打印出三个’Two’"其实就是Python的协程调度机制执行的结果。每个count协程在执行到 ‘await asyncio.sleep(1)’ 这行代码后，由于’await’关键字的存在，都会主动放弃执行权，然后执行下一个 count 协程，当所有的 count 协程都放弃了执行权进入了睡眠后，主调度程序（事件循环）就静静等待一秒，一秒后再唤醒这三个 ‘count’ 协程，继续执行它们之后的代码。