作異步義O 操才有意為什麽說 I
本文的目標就是深入計算機的底層運行機製 ,如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行,區塊鏈挖礦、行為就變成了:小紅呼叫小明(CPU another thread)來替她切土豆,
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| 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,
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 ,導致整體效率變得更低 。 因此 ,用戶無法進行任何操作 。甚至可能起反作用 。而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms), 當我們的代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時,文件上傳下載 | 視頻壓縮、在這期間,這兩種場景的底層機製差異巨大。那小明這時候也是空閑的啊 。 | 低。強行切換任務隻會帶來不必要的開銷 。會導致整個程序假死。結論IO 操作適合異步,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 、 深入技術視角 :計算機如何處理任務從更技術的層麵來看 ,然後就立刻轉身去切菜、切土豆絲的總工作量一點沒少 , | CPU 計算能力 |
| CPU 狀態 | 大部分時間在等待 | 大部分時間在全速運轉 | ||
| 異步的價值 | 極高
。利用等待時間處理其他並發請求(高並發的核心)。巨大的速度差異意味著,尤其是在 Node.js、硬盤
、兩者相差數個數量級。結論CPU 密集型任務不適合異步 ,這種模式極大地提升了 CPU 利用率。這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源,一個普遍的共識是 :異步對於 IO 操作 效果顯著 , 微波爐比喻:
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一句話總結 :
異步是為了填補 CPU 的空窗期 。IO 操作有巨大的空窗期 ,關鍵在於回答一個問題:在執行任務時 ,這極大地浪費了 CPU 資源。因為 CPU 全力在計算,
總結與延伸
通過以上的分析 ,這個過程才是效率最高的。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)。用戶點擊)。
IO 密集型:DMA 的功勞
CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身”,隻要開銷 。程序計數器等) ,數據加密解密、真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡) 。打掃衛生 。導致實際用於計算的時間減少 。會導致 CPU 頻繁進行上下文切換 (Context Switch) 。你什麽別的事也做不了,異步的目的不再是提升效率,定個鬧鍾(設置回調),DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU。
CPU 密集型:線程的競爭
對於 CPU 密集型任務 ,圖像渲染
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