kotlin协程知识点梳理

前言

coroutines一词1958年提出来的，协程发明并用于构建汇编程序，说明协程是一种编程思想，并不局限于特定的语言。笔者就着文档简单的过了一下，记录了一点东西，有一些不常用的就没研究了，以后再补充，文章有点长，可能看字有点干，先上我最爱的熊猫图。

补充1：为啥我8核16线程的处理器，任务管理器里有那么多进程？

以AMD3700x 8核心16线程的处理器为例。严格意义上来说，他只有8核，同一时间点，应该只能有8个进程16个线程在运行。但是实际上，不管是进程也好，线程也好，远远不止这么点。为什么呢？因为现在硬件性能非常好，进程切换的非常快，宏观上给人感觉有多个程序在同时运行，所以任务管理器里才会有那么多的进程和进程树。

补充2：并行和并发

并发：在操作系统中，某一时间段，几个程序在同一个CPU上运行，但在任意一个时间点上，只有一个程序在CPU上运行。
并行：当操作系统有多个CPU时，线程的操作有可能非并发。当一个CPU执行一个线程时，另一个CPU可以执行另一个线程，两个线程互不抢占CPU资源，可以同时进行，这种方式成为并行。

并发告诉我们，有处理多个任务的能力，但不要求同时。并行告诉我们，同一时间点有处理多个任务的能力。所以重点是同时。

补充3：进程和线程

进程是资源分配的最小单位。线程是程序执行过程中的最小单元。
其实操作系统有他自己的一套进程管理方法，因为要给人用啊，所有搞了个内核态和用户态。有没有发现一个事，任务管理器里有些进程关不掉或者关掉直接黑屏，没错，用户就好好关注你的用户线程，别有事没事去动系统的。

补充4：线程的效率已经这么高了，为啥还要协程

用协程的好处：内存开销小、上下文切换开销小、由于是用户态所以执行过程不会被系统强行中断、适合高并发场景。

线程的切换是由内核控制的，时间片用尽，当调用阻塞方法时，内核为了CPU 充分工作，也会切换到其他线程执行。当线程繁忙且数量众多时，这些切换会消耗绝大部分的CPU运算能力,经过实践得到一次切换耗时为3.5us。而协程可以在不陷入内核的情况进行上下文切换。协程拥有自己的寄存器上下文和栈。协程调度切换时，将寄存器上下文和栈保存到其他地方，在切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，直接操作栈则基本没有内核切换的开销，可以不加锁的访问全局变量，所以上下文的切换非常快，切换耗时只有区区100ns多一些。协程是用户态的轻量级线程。

在Linux系统中，系统默认分配8M给一个线程（可以通过 ulimit 之类的命令修改）；java中，如jdk1.8，系统默认分配1M给一个线程；kotlin的协程需要分配的内存非常小(几十KB的级别)。

讲一讲协程并发模型和多线程同步模型。举个例子,用分治算法. 进程太多要靠线程分摊. 线程太多要用协程分摊. 100万个任务, 分解成100个进程, 每个进程100个线程, 每个线程100个协程, 列表的时间复杂度就能大幅度降低.

思考：空间还是时间性能都这么牛逼，操作系统干嘛不用协程

无论是空间还是时间性能都比进程（线程）好这么多，那么Linux为啥不把它在操作系统里实现了多好？操作系统为了实现实时性更好的目的，对一些优先级比较高的进程是会抢占其它进程的CPU的。而协程无法实现这一点，还得依赖于当前使用CPU的协程主动释放，于操作系统的实现目的不相吻合。所以协程的高效是以牺牲可抢占性为代价的。

协程中重要的概念

CoroutineScope

协程作用域，内部有作用域的CoroutineContext。协程的使用离不开其作用域，所有的协程构建器都声明为在它之上的扩展。

构造函数

ContextScope(context: CoroutineContext)

示例

//MainScope是工厂函数
private val mainScope = MainScope()

CoroutineContext

CoroutineContext作为协程上下文。协程上下文是各种不同元素的集合，其主元素是协程中的Job。有时我们需要在协程上下文中定义多个元素。我们可以使用 + 操作符来实现(表面上是个操作符，其实是个操作符函数