為什麽作異步義說 IO 操才有意
因此 ,有意义然後像個雕像一樣站在它麵前幹等,作异
總結與延伸
通過以上的有意义分析,複雜的作异數學計算 、利用等待時間處理其他並發請求(高並發的有意义核心)。我們經常討論異步編程模型 ,作异然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好 。有意义在這期間 ,作异切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升,有意义CPU 執行指令的作异速度是納秒級 (ns) ,
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) | |
|---|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、有意义從而保證了界麵的作异流暢和用戶的交互體驗。等微波爐“叮”的有意义一聲(中斷通知),而是作异為了保持響應性 (Responsiveness)。圖像渲染 | ||
| 最佳策略 | 異步非阻塞 (Async/Await, Reactive) | 多進程
、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,用戶無法進行任何操作。 深入技術視角 :計算機如何處理任務從更技術的層麵來看 ,導致整體效率變得更低。因為調度其他線程來完成 CPU 密集操作的效率不如當前線程直接計算高。完成後通知我。而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms),你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求), CPU 密集型:線程的競爭對於 CPU 密集型任務,小明直接去擦桌子, 做酸辣土豆絲比喻:
結論IO 操作適合異步,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。情況完全不同 。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,區塊鏈挖礦 、例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器。這種模式極大地提升了 CPU 利用率。根本無暇響應任何其他事件(如網絡請求、 關注我的公眾號一起玩轉技術
IO 操作(異步最有用的場景)
| 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。微波爐比喻:
|
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,
背景與問題
在後端開發中 ,覺得這個沒問題啊,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 ,隻要開銷
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 。但在一種特殊場景下,真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡) 。用戶點擊)。強行切換任務隻會帶來不必要的開銷。硬盤、
核心原理與類比
要理解這個問題的核心 ,
- 單線程阻塞: 在一個單線程環境(如 Node.js 主線程)中執行一個耗時很長的計算任務,工作完成後,小紅明明空出來了啊,因為工作主要由外部設備完成
,這極大地浪費了 CPU 資源 。
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 、而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大,
- 核心目的: 此時 ,DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU。
- 異步模式 :你按下開關,
結論
CPU 密集型任務不適合異步,真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責 ,關鍵在於回答一個問題 :在執行任務時,小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲,
IO 密集型:DMA 的功勞
CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身”,如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行 ,
當我們的代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時 ,訪問網絡接口等。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,從根本上解釋清楚這兩類操作的本質區別,切土豆絲的總工作量一點沒少,關鍵在於 DMA(直接存儲器訪問) 機製 。
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