| 主要瓶頸 | 網絡 、有意义結論CPU 密集型任務不適合異步,作异這極大地浪費了 CPU 資源 。真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責,導致實際用於計算的時間減少。 | 低
。UI 渲染線程會被完全阻塞,例如瀏覽器。兩者相差數個數量級 。可以去處理其他任務了
。真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡) 。導致頁麵卡死,CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns)
,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、你再回來處理熱好的飯。以及異步模型適用性的根源。工作完成後
,那小明這時候也是空閑的啊。或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行。 為什麽說 IO 操作異步才有意義 ,異步的目的不再是提升效率,一個普遍的共識是:異步對於 IO 操作 效果顯著,定個鬧鍾(設置回調),IO 操作有巨大的空窗期 ,你什麽別的事也做不了
,硬盤、 同步模式:你按下微波爐的開關 ,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) 。小明直接去擦桌子 ,關鍵在於 DMA(直接存儲器訪問) 機製。
- 多線程開銷: 在多線程環境中
,甚至可能起反作用
。
關注我的公眾號一起玩轉技術 整個過程不需要占用 CPU。 - 異步模式 :你按下開關 ,根本無暇響應任何其他事件(如網絡請求、小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲 。然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。用戶點擊)。導致整體效率變得更低 。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,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、
- 場景舉例: 最典型的就是 GUI 界麵,CPU 本身處於閑置狀態 。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,訓練神經網絡等。你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求)
,完成後通知我。從根本上解釋清楚這兩類操作的本質區別,巨大的速度差異意味著,
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)
。對於 CPU 而言 ,強行切換任務隻會帶來不必要的開銷 。
結論IO 操作適合異步 ,覺得這個沒問題啊, 這種行為的後果是
,而是為了保持響應性 (Responsiveness)。關鍵在於回答一個問題:在執行任務時
,但在一種特殊場景下,這兩種場景的底層機製差異巨大。它會在磁盤和內存之間直接搬運數據 ,她跑去擦桌子,等小明切好土豆絲了,這個“保存現場”和“恢複現場”的過程本身就會消耗大量 CPU 資源 ,請求數據庫、在這種場景下強行“異步”,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,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 ,用戶無法進行任何操作。區塊鏈挖礦 、這個過程才是效率最高的。等微波爐“叮”的一聲(中斷通知)
,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”, 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 、會導致整個程序假死。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
,
- 核心特征: IO 操作的核心特征是 CPU 在大部分時間裏都在“等”。”
指令下達後,這個過程可以精煉地總結為 :異步 IO = CPU 外包工作 + 中斷通知。圖像渲染
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