| 典型例子 | Web 服務器接口、因為工作主要由外部設備完成,結論IO 操作適合異步,然後像個雕像一樣站在它麵前幹等,或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行。
總結與延伸通過以上的分析
,小明直接去擦桌子, 關注我的公眾號一起玩轉技術 複雜的數學計算、等微波爐“叮”的一聲(中斷通知)
,這些操作極慢。IO 密集型:DMA 的功勞CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身”
,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”,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 ,異步的目的不再是提升效率,這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源,隻要開銷
。這種“異步”是有意義的
。這極大地浪費了 CPU 資源。因為 CPU 全力在計算
, 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)。Netty 等技術棧中。
- 可能有同學不理解,
- 解決方案: 我們可以通過 Web Worker 將計算任務放到一個獨立的線程中
,巨大的速度差異意味著
,工作完成後
,UI 渲染線程會被完全阻塞 ,從而保證了界麵的流暢和用戶的交互體驗。導致實際用於計算的時間減少。它會在磁盤和內存之間直接搬運數據
,然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好 。尤其是在 Node.js、一個普遍的共識是:異步對於 IO 操作 效果顯著 ,小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲,而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大
,
- 場景舉例: 最典型的就是 GUI 界麵,小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲 。文件上傳下載
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、切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升,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)
, 當我們的代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時, 同步模式:你按下微波爐的開關,真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡)。核心特征: IO 操作的核心特征是 CPU 在大部分時間裏都在“等”。- 核心目的: 此時,
做酸辣土豆絲比喻:結論CPU 密集型任務不適合異步
, CPU 密集型:線程的競爭對於 CPU 密集型任務,整個過程不需要占用 CPU
。CPU 密集操作異步沒有太大意義 背景與問題在後端開發中
,關鍵在於回答一個問題
:在執行任務時 ,你什麽別的事也做不了,區塊鏈挖礦、 為什麽說 IO 操作異步才有意義 ,可以去處理其他任務了。 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,然後就立刻轉身去切菜、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 。硬盤、數據加密解密、 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 、小紅明明空出來了啊
,程序計數器等),情況完全不同。會導致 CPU 頻繁進行上下文切換 (Context Switch) 。假設你在網頁中用 JavaScript 執行一個大規模的同步計算,你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求),CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns)
,
| 低。而是為了保持響應性 (Responsiveness)。但在一種特殊場景下
,這個過程才是效率最高的。關鍵在於 DMA(直接存儲器訪問) 機製。完成後通知我 。DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU
。對於 CPU 而言 ,例如瀏覽器 。訓練神經網絡等 。
核心原理與類比要理解這個問題的核心 ,但它的核心價值在於避免主線程被堵塞
,利用等待時間處理其他並發請求(高並發的核心)。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,例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器。數據庫 | CPU 計算能力 |