经过多年的工作，我发现很多问题都是人为搞复杂的，设计上的错误会导致程序的复杂，程序的复杂会进一步增加bug，不正确的对bug的处理又会增加复杂性。。。一个好的设计一定是简单优美的，一定是思考了本质的结果，而不是为了怎样而怎样。
本文主要针对linux下用户态编程，不区分并发和并行，多核cpu和多个cpu等文字上的定义。
为什么要进行协程编程，这事还是要从线程说起，为什么要用多线程呢？为了多任务，这是很多人的答案，但是我认为这不是必须的，因为单线程也可以多任务。我认为多线程/进程的必要理由是充分利用cpu和io，比如多个cpu，多个磁盘，但是没有做raid等，需要他们同时传输数据，但是很多情况下都是单核的，也没有磁盘利用的问题。多线程会带来什么问题？为什么，多线程会带来数据冲突的问题，没有正确的使用锁，没有使用锁或正确的无锁算法，都会带来bug。为什么需要锁？锁是为了解决数据冲突，如何解决的，答 串行， 锁意味着将并行变成串行，同时附带一些其他操作，比如线程切换。既然这样，为什么不直接串行呢，并行是怎么产生的呢？首先多个cpu是一定存在并行的，这是显然的，多个cpu处理相同的数据由于缓存的原因，往往会低效，发挥不出多cpu的优势，同时多个cpu的正确编程也是很难的，c语言不像一些更上层的语言，它需要考虑底层的问题，比如内存读写乱序等，如果不是做OS层开发的c语言程序员，往往不清楚这些内容，一个好的设计是尽量保持多个cpu的独立性，这里面可以用一些技巧来使它们尽量互不干扰。对于一个cpu的情况，没有真正意义上的并行，因为只有一个人干活，这时候“并行”产生的原因是被动，即线程切换是内核决定的，但内核并不知道线程里面的逻辑，它不知道什么时候是合理的切换的时候，一个人干一半另一个人就过来抢了，这就产生了问题。
举个例子，假如你有三个小孩，五个碗，每个碗里有一些吃的，如果是你将吃的分配给小孩吃，没有任何问题，如果不是你控制，小孩自己来拿，可能一个小孩把手伸进了一个碗，另一个小孩随后也把手伸进了同一个碗，就可能抓坏另一个小孩的手，或者导致一个小孩拿不到吃的。
多线程就是这样，你控制不了哪个线程什么时候运行。协程就是完全你来控制，怎么控制？ 放在一个线程里，过滤掉内核的调度，然后你自己分配，什么时候该做什么，这样就可以做完一件事之后，再做另一件事，很多情况下，都可以不使用锁，就算有通信，有依赖关系，往往也可以通过其他通知方式来实现，当然即使需要锁，也是很简单的情况，因为很少需要锁了，本身就是串行的，这样编程就回归了简单。
很多情况，都是单线程模型可以搞定的事情，当然协程也是可以运行在多核上的，go routine就是一个例子，这样可以充分利用多个cpu。但我这里实现的是单核下的协程，因为可以适用于很多种情况，并且简单。
协程是怎么实现的？协程并不神秘，它的本质上就是非阻塞方式实现的单线程多任务，一个任务是可能会阻塞的，比如一个io的读写，或者是一个睡眠，如果多任务一定会阻塞其他任务，多线程模型可以解决这个问题，因为不同任务运行在不同的线程上，但是单线程也是可以的，用非阻塞io，select/poll/epoll就是这样的机制，同时可以把定时器timerfd，信号signalfd等都融合到一起，一个地方阻塞，同时阻塞所有的任务，当有任务可以运行的时候，会继续运行它，谁能运行运行谁，这样就实现了主动调度，当然如果碰到while(1);这样的代码别的任务就完了，所以协程吗，协作，要多个任务配合，禁止使用阻塞io，和while(1);这样的代码，如果是计算量特别大的耗cpu的不阻塞的任务，可以适当主动让出执行权。线程是可以对治所有不配合的，但是协程要求的是大家配合，必须每个任务都配合。前面提到非阻塞io，这和协程有什么区别，已经很接近了，一般非阻塞io都是要配合一个回调函数，对于数据收发是很自然的，但是如果除了数据收发之外还有复杂的逻辑需要处理，那么需要再增加回调函数，回调函数多了代码就会变得难读，为了解决这个问题，协程就上场了，它做了什么？
1. 接管io的读写等阻塞的地方，即和epoll等打交道的地方。
2. 为每个任务创建一个栈空间，看起来非常像多线程。
一个任务在运行阻塞(非阻塞，实际不会阻塞)的时候，协程程序负责切换到其他栈空间运行程序，即切换到其他任务，协程程序负责检查epoll_wait和任务队列，当前面阻塞的任务可以恢复运行的时候，切换栈空间到那个任务。我们需要做的只是把逻辑按顺序的放到一个任务里，就好象是在一个线程中写代码一样，至于什么时候挂起，什么时候恢复执行全部都是协程程序负责的，这样就简单多了。
一个event_loop模型往往都会实现一个用户态的定时器，配合epoll_wait等的timeout实现，协程也可以实现，同时也可以实现一个sleep，一个sleep其实就是一个定时器，定时唤醒这个任务，go语言中的channel，是一种很好的多任务间传递数据和通知的机制，有了这个东西，就可以更容易做无锁的设计了，这个也是可以在协程里面实现的。
远离数据冲突，远离单核多线程的画蛇添足，让协程来让简化编程吧。