O 操才有意作異步義為什麽說 I
特殊情況:何時 CPU 操作需要“異步”?作异
雖然 CPU 密集型操作通過異步無法提高整體吞吐量 ,
為什麽說 IO 操作異步才有意義 ,有意义操作係統需要不斷地保存當前線程的作异運行狀態(例如寄存器裏的值、我們經常討論異步編程模型,有意义用戶無法進行任何操作。作异這類任務需要持續占用 CPU 的有意义核心計算資源,她跑去擦桌子,作异等小明切好土豆絲了 ,
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡
、有意义訪問網絡接口等 。作异但在一種特殊場景下
,有意义 因此,整個過程不需要占用 CPU。覺得這個沒問題啊 ,小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲 , 關注我的公眾號一起玩轉技術
做酸辣土豆絲比喻:
結論IO 操作適合異步,文件上傳下載 | 視頻壓縮、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
,微波爐比喻:
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| 最佳策略 | 異步非阻塞 (Async/Await, Reactive) | 多進程
、請求數據庫、這種模式極大地提升了 CPU 利用率 。在這期間,從而保證了界麵的流暢和用戶的交互體驗。切土豆絲的總工作量一點沒少,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,工作完成後,例如瀏覽器 。對於 CPU 而言 ,IO 操作(異步最有用的場景)
結論CPU 密集型任務不適合異步,真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡)。或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行。程序計數器等),這兩種場景的底層機製差異巨大。多線程並行 (Parallelism) |
一句話總結 :
異步是為了填補 CPU 的空窗期。利用等待時間處理其他並發請求(高並發的核心)。
深入技術視角 :計算機如何處理任務
從更技術的層麵來看,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,導致實際用於計算的時間減少 。定個鬧鍾(設置回調),小明直接去擦桌子,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 。可以去處理其他任務了。直到飯熱好 。訓練神經網絡等 。因為 CPU 全力在計算,隻要開銷
本文的目標就是深入計算機的底層運行機製,而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大,
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、硬盤 、
總結與延伸
通過以上的分析,
指令下達後 ,這種“異步”是有意義的 。複雜的數學計算、去做別的事情了啊,尤其是在 Node.js 、數據庫
當我們的代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時 ,
IO 密集型 :DMA 的功勞
CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身” ,這極大地浪費了 CPU 資源 。你什麽別的事也做不了,
- 核心目的: 此時,然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。Netty 等技術棧中 。
- 場景舉例: 最典型的就是 GUI 界麵,
- 在這種場景下強行“異步”,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 。切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升 ,兩者相差數個數量級。CPU 密集操作異步沒有太大意義
背景與問題
在後端開發中 ,從而闡明異步的真正價值所在。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 ,
- 多線程開銷: 在多線程環境中,
- 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,情況完全不同 。
