CUP简介

要了解程序运行时的进程、线程相关原理，首先我们得先看看CPU是怎么工作的。

控制单元

控制单元是整个CPU的指挥控制中心，由程序计数器PC（Program Counter）, 指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等，对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序，向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。

运算单元

是运算器的核心。可以执行算术运算(包括加减乘数等基本运算及其附加运算)和逻辑运算(包括移位、逻辑测试或两个值比较)。相对控制单元而言，运算器接受控制单元的命令而进行动作，即运算单元所进行的全部操作都是由控制单元发出的控制信号来指挥的，所以它是执行部件。

存储单元

包括CPU片内缓存和寄存器组，是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器，可以减少CPU访问内存的次数，从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限，寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的，分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途，通用寄存器的数目因微处理器而异。

总的来说，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止。在多任务操作系统上面，会对CPU执行指令进行时间切割，不同的时间段内，会执行不同程序的指令这就有了应用执行的进程和线程分配。

程序

完成特定任务的一系列指令集合，存储在磁盘上面，运行时候会根据需要加载到系统内存里

进程

进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动,进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位.

拥有自己独立的堆和栈，既不共享堆，亦不共享栈，进程由操作系统调度

线程

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),但是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.
一个线程可以创建和撤销另一个线程;同一个进程中的多个线程之间可以并发执行.

相对进程而言，线程是一个更加接近于执行体的概念，它可以与同进程中的其他线程共享数据，但拥有自己的栈空间，拥有独立的执行序列。

在串行程序基础上引入线程和进程是为了提高程序的并发度，从而提高程序运行效率和响应时间。

拥有自己独立的栈和共享的堆，共享堆，不共享栈，线程亦由操作系统调度。

协程

协程是Go语言引入的，Go 协程 (goroutine) 是指在后台中运行的轻量级执行线程，go 协程是 Go 中实现并发的关键组成部分。

和线程一样共享堆，不共享栈，协程由程序员在协程的代码里显示调度。

在操作系统的OS Thread和编程语言的User Thread之间，实际上存在3种线程对应模型，也就是：1:1，1:N，M:N。

1:1：一个用户线程就只在一个内核线程上跑，这时可以利用多核，但是上下文切换很慢，切换效率很低。

N:1：多个（N）用户线程始终在一个内核线程上跑，context上下文切换很快，但是无法真正的利用多核。

M:N：多个goroutine在多个内核线程上跑，这个可以集齐上面两者的优势,既能快速切换上下文，也能利用多核的优势，而Go正是选择这种实现方式。