浅谈进程、线程和协程三者之间的区别和联系

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/echo_zhangxu/article/details/147550575

以下是关于‌进程、线程和协程‌的详细对比，并附上对应的 ‌PHP 代码示例‌，帮助理解它们的区别和联系。

‌一. 进程（Process）‌

‌特点‌

‌独立内存空间‌，进程间通信（IPC）需要特殊机制（如管道、共享内存）。
‌创建和切换开销大‌，由操作系统调度。
‌稳定性高‌，一个进程崩溃不会影响其他进程。

‌PHP 代码示例‌

PHP 本身是单线程的，但可以通过 pcntl_fork() 创建子进程（仅支持 Unix/Linux 系统）：

<?php 
$pid = pcntl_fork(); 
if ($pid == -1) { 
    die("fork failed"); 
} elseif ($pid) { 
    // 父进程 
    echo "Parent process (PID: " . getmypid() . ")\n"; 
    pcntl_wait($status); // 等待子进程结束 
} else { 
    // 子进程 
    echo "Child process (PID: " . getmypid() . ")\n"; 
    sleep(2); 
    exit(0); // 子进程退出 
}

‌运行结果‌：

Parent process (PID: 1234)
Child process (PID: 1235)

‌二. 线程（Thread）‌

‌特点‌

‌共享进程的内存‌，线程间通信更高效，但需要同步机制（如锁）。
‌创建和切换比进程轻量‌，但仍由操作系统调度。
‌PHP 原生不支持多线程‌，但可以通过 pthreads 扩展（仅 CLI 模式）。

‌PHP 代码示例‌

<?php 
class MyThread extends Thread {
    public function run() { 
        echo "Thread running (TID: " . $this->getThreadId() . ")\n"; 
        sleep(1); 
    } 
} 
$thread1 = new MyThread(); 
$thread2 = new MyThread(); 

$thread1->start(); // 启动线程1 
$thread2->start(); // 启动线程2 

$thread1->join(); // 等待线程1结束 
$thread2->join(); // 等待线程2结束

‌运行结果‌：

Thread running (TID: 1) 
Thread running (TID: 2)

‌三. 协程（Coroutine）‌

‌特点‌

‌用户态轻量级线程‌，由程序控制切换，不依赖操作系统调度。
‌适用于高并发 I/O 操作‌（如网络请求、数据库查询）。
‌PHP 通过 Swoole 或 Fiber（PHP 8.1+）支持协程‌。

‌PHP 代码示例（Swoole 协程）‌

<?php 
use Swoole\Coroutine;
 
Coroutine::create(function () { 
    echo "Coroutine 1 start\n"; 
    Coroutine::sleep(1); // 模拟 I/O 操作 
    echo "Coroutine 1 end\n";
 }); 

Coroutine::create(function () { 
    echo "Coroutine 2 start\n"; 
    Coroutine::sleep(0.5); 
    echo "Coroutine 2 end\n"; 
}); 

echo "Main script continues\n";

‌运行结果‌：

Coroutine 1 start 
Coroutine 2 start 
Main script continues 
Coroutine 2 end 
Coroutine 1 end

（协程是‌非阻塞‌的，Main script continues 会先输出，协程在后台执行。）

‌四. 三者的对比总结‌

‌1. 核心区别‌

‌维度‌	‌进程‌	‌线程‌	‌协程‌
‌定义‌	操作系统资源分配的基本单位	CPU调度的基本单位（属于进程）	用户态轻量级线程（程序控制）
‌独立性‌	独立内存空间，互不干扰	共享进程内存，需同步机制	共享线程资源，无同步问题
‌切换开销‌	高（涉及内核态切换）	中（仍需内核调度）	极低（用户态自主切换）
‌并发性‌	多进程并行（多核）	多线程并行（多核）	单线程内伪并发（协作式）
‌典型场景‌	浏览器多标签页、独立应用	视频解码、文件读写	高并发I/O（如爬虫、Web服务器）

‌2. 联系与协作‌

‌进程是线程的容器‌
- 一个进程至少包含1个线程（主线程），线程共享进程的内存（如堆、全局变量），但各自有独立的栈和寄存器。
- ‌例子‌：Chrome浏览器用多进程隔离标签页（安全），每个标签页内又用多线程处理渲染、网络请求等。
‌协程是线程的优化‌
- 协程运行在线程上，通过‌协作式调度‌（主动让出CPU）避免线程切换的开销。
- ‌例子‌：Python的asyncio用单线程+协程处理数万并发网络请求，比多线程更高效。
‌三者的演进逻辑‌
- ‌进程‌ → 解决程序间隔离问题，但太重；
- ‌线程‌ → 轻量化并发，但同步复杂；
- ‌协程‌ → 极致轻量，适合I/O密集型任务。