面试题：网络编程中协程在并发处理网络请求时相较于线程的优势体现在哪些方面？

Question

在后端网络编程场景下，常常需要处理大量并发的网络请求。请阐述协程在应对这类场景时，相比于传统线程在资源占用、上下文切换开销、编程模型等方面的优势。

Answer 1

资源占用

• 协程：协程属于用户态线程，创建开销小，内存占用低。一个进程内可创建大量协程，如可轻松创建上万甚至更多协程，而线程受限于系统资源，创建数量有限，一般几百到几千个。
• 传统线程：线程是内核态的执行单元，创建线程时，操作系统需为其分配栈空间等资源，栈空间默认一般为几MB，大量线程会消耗大量内存等系统资源。

上下文切换开销

• 协程：协程的上下文切换在用户态进行，不涉及系统调用，切换成本低，仅需保存和恢复少量寄存器等数据，切换速度快。
• 传统线程：线程上下文切换由操作系统内核管理，涉及从用户态到内核态的切换，需要保存和恢复较多的内核状态和寄存器数据，开销较大，且会导致 CPU 缓存命中率降低。

编程模型

• 协程：编程模型更简洁直观，基于单线程通过协作方式实现并发，避免了多线程编程中的锁竞争、死锁等复杂问题，代码逻辑更清晰，易于理解和维护。
• 传统线程：多线程编程需考虑线程同步与互斥，如使用锁、信号量等机制来保护共享资源，编程复杂度高，容易出现死锁、竞态条件等问题，调试和维护困难。