IO 操作(異步最有用的場景)
- 場景定義: 典型的 IO 操作包括讀取文件、”
指令下達後 ,有意义在這期間,作异這不是有意义效率提高了嗎 ?真的是這樣嗎?小紅不呼叫小明切土豆,你按一下微波爐的作异開關(發送 IO 請求),
- 同步模式:你按下微波爐的有意义開關 ,
微波爐比喻:
- 這個過程好比你(CPU)在餐廳後廚用微波爐熱飯(執行 IO 操作)。作异CPU 就立刻被釋放,有意义CPU 到底是作异在“等別人幹活”,以及異步模型適用性的有意义根源。CPU 實際上隻是作异向磁盤控製器下達一個指令 :“把這個文件的數據讀到內存的這個位置,行為就變成了:小紅呼叫小明(CPU another thread)來替她切土豆,訓練神經網絡等。例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器。真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責,
- 本質分析: 這種“異步化”處理並沒有減少總的計算時間(甚至可能因為切換開銷而變慢),
結論
CPU 密集型任務不適合異步 ,然後像個雕像一樣站在它麵前幹等,隻要開銷
CPU 密集型:線程的競爭
對於 CPU 密集型任務 ,利用等待時間處理其他並發請求(高並發的核心)。程序計數器等),
核心邏輯:誰在幹活 ?一個餐廳的比喻
我們可以用一個簡單的餐廳模型來直觀地理解。它會在磁盤和內存之間直接搬運數據,導致整體效率變得更低。小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲,訪問網絡接口等。異步編程模型可以有效利用這段寶貴的閑置時間去處理其他任務。真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡)。導致頁麵卡死,
核心原理與類比
要理解這個問題的核心,再加載下一個線程的狀態 。而是為了保持響應性 (Responsiveness) 。尤其是在 Node.js 、兩者相差數個數量級。區塊鏈挖礦 、但它的核心價值在於避免主線程被堵塞 ,小明直接去擦桌子,從根本上解釋清楚這兩類操作的本質區別 ,請求數據庫 、IO 操作有巨大的空窗期,
為什麽說 IO 操作異步才有意義,數據庫
一句話總結 :
異步是為了填補 CPU 的空窗期 。關鍵在於回答一個問題 :在執行任務時,如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行 ,強行切換任務隻會帶來不必要的開銷 。
因此,但在一種特殊場景下,切土豆絲的總工作量一點沒少,圖像渲染
CPU 密集操作(異步意義不大)
場景定義: 典型的 CPU 密集型操作包括視頻轉碼、這極大地浪費了 CPU 資源。數據加密解密 、
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) | |
|---|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、 本文的目標就是深入計算機的底層運行機製 ,這些操作極慢 。會導致 CPU 頻繁進行上下文切換 (Context Switch)。 做酸辣土豆絲比喻:
特殊情況:何時 CPU 操作需要“異步” ?雖然 CPU 密集型操作通過異步無法提高整體吞吐量 ,整個過程不需要占用 CPU。去做別的事情了啊,那小明這時候也是空閑的啊。打掃衛生。小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲。 結論IO 操作適合異步, | 低 。IO 密集型 :DMA 的功勞CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身” , 關注我的公眾號一起玩轉技術
深入技術視角 :計算機如何處理任務從更技術的層麵來看 ,或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行 。CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns) ,所以異步有意義;CPU 密集操作切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升 ,
| 視頻壓縮、等微波爐“叮”的一聲(中斷通知),這種“異步”是有意義的
。CPU 密集操作異步沒有太大意義背景與問題在後端開發中,然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。 |
