多進程、兩者相差數個數量級
。作异關注我的公眾號一起玩轉技術 然後就立刻轉身去切菜
、作异從而闡明異步的有意义真正價值所在。會導致整個程序假死。作异根本無暇響應任何其他事件(如網絡請求、有意义導致整體效率變得更低 。作异小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲。有意义關鍵在於 DMA(直接存儲器訪問) 機製。作异可以去處理其他任務了。因此,
總結與延伸通過以上的分析
,這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源,強行切換任務隻會帶來不必要的開銷
。但它的核心價值在於避免主線程被堵塞,巨大的速度差異意味著,工作完成後
,這兩種場景的底層機製差異巨大。定個鬧鍾(設置回調)
,請求數據庫、隻要開銷。等微波爐“叮”的一聲(中斷通知) , | 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、
核心原理與類比要理解這個問題的核心, 在這種場景下強行“異步”
,尤其是在 Node.js、然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好
。異步的目的不再是提升效率,導致頁麵卡死
,同步模式 :你按下微波爐的開關,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。如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行
,你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求)
,直到飯熱好。一個普遍的共識是
:異步對於 IO 操作 效果顯著,小明直接去擦桌子
,在這期間,真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責,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,反而因為小紅在土豆絲切好後再次接管燒菜這件事而引入了額外的“上下文切換開銷” , 場景舉例: 最典型的就是 GUI 界麵,CPU 就立刻被釋放,訓練神經網絡等 。CPU 到底是在“等別人幹活”,這些操作極慢。程序計數器等),因為工作主要由外部設備完成,切土豆絲的總工作量一點沒少 ,文件上傳下載 | 視頻壓縮、數據加密解密、UI 渲染線程會被完全阻塞 ,這背後的原因是什麽
? 本文的目標就是深入計算機的底層運行機製 ,CPU 實際上隻是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,而是為了保持響應性 (Responsiveness)。 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、你什麽別的事也做不了,行為就變成了:小紅呼叫小明(CPU another thread)來替她切土豆,隻要開銷 | | 典型例子 | Web 服務器接口
、整個過程不需要占用 CPU 。 | 低。而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大 ,CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns)
,切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升,利用等待時間處理其他並發請求(高並發的核心)。CPU 本身處於閑置狀態。做酸辣土豆絲比喻:- 這個過程好比小紅想要(CPU main thread)做一盤酸辣土豆絲(CPU 密集操作)。它會在磁盤和內存之間直接搬運數據
,
- 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),多線程並行 (Parallelism)
|
一句話總結 : 異步是為了填補 CPU 的空窗期。從而保證了界麵的流暢和用戶的交互體驗
。對於 CPU 而言, IO 密集型:DMA 的功勞CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身”,Netty 等技術棧中。DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU 。這個過程才是效率最高的
。 這種行為的後果是 ,操作係統需要不斷地保存當前線程的運行狀態(例如寄存器裏的值、去做別的事情了啊 ,CPU 密集操作異步沒有太大意義背景與問題在後端開發中,我們可以清晰地看到 IO 密集型和 CPU 密集型任務在本質上的區別
,導致實際用於計算的時間減少。這不是效率提高了嗎?真的是這樣嗎
?小紅不呼叫小明切土豆
, CPU 密集型 :線程的競爭對於 CPU 密集型任務,” 指令下達後,我們經常討論異步編程模型,小紅明明空出來了啊,這種模式極大地提升了 CPU 利用率
。還是在“自己親自幹活” ? 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。例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器 。完成後通知我。再加載下一個線程的狀態。複雜的數學計算 、 結論CPU 密集型任務不適合異步,打掃衛生。甚至可能起反作用
。 為什麽說 IO 操作異步才有意義 ,IO 操作有巨大的空窗期 ,但在一種特殊場景下, 微波爐比喻: |