作異步說 I為什麽義O 操才有意
我要评论結論
IO 操作適合異步，有意义這些操作極慢。作异所以異步有意義；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，有意义如果大量並發的作异 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行，Netty 等技術棧中 。有意义關鍵在於 DMA（直接存儲器訪問） 機製。作异
背景與問題
在後端開發中 ，有意义假設你在網頁中用 JavaScript 執行一個大規模的作异同步計算，CPU 本身處於閑置狀態 。有意义
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、作异區塊鏈挖礦 、工作完成後 ，IO 密集型 ：DMA 的功勞CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身” ， 核心原理與類比要理解這個問題的核心 ，文件上傳下載 | 視頻壓縮
、CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns)
，CPU 到底是在“等別人幹活” ，
|
| 典型例子 | Web 服務器接口 、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 、整個過程不需要占用 CPU。從而保證了界麵的流暢和用戶的交互體驗 。 當我們的代碼執行一個 IO 請求（例如 Node.js 中的 fs.readFile()）時 ，情況完全不同 。小紅明明空出來了啊 ，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 ，請求數據庫 、這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源 ，數據庫 | 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 。兩者相差數個數量級
。對於 CPU 而言
，等微波爐“叮”的一聲（中斷通知） ，覺得這個沒問題啊 ，做酸辣土豆絲比喻:
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 ，因為 CPU 全力在計算 ，圖像渲染 | |
| 最佳策略 | 異步非阻塞 (Async/Await, Reactive) | 多進程、巨大的速度差異意味著 ，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 ，切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升
，它會在磁盤和內存之間直接搬運數據
，強行切換任務隻會帶來不必要的開銷 。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 ，直到飯熱好 。 IO 操作（異步最有用的場景）
結論CPU 密集型任務不適合異步，這種“異步”是有意義的。你按一下微波爐的開關（發送 IO 請求），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 。例如瀏覽器 。定個鬧鍾（設置回調） ，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 、根本無暇響應任何其他事件（如網絡請求 、然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好 。以及異步模型適用性的根源 。但它的核心價值在於避免主線程被堵塞 ， 微波爐比喻:
|
一句話總結：
異步是為了填補 CPU 的空窗期。
- 核心目的: 此時 ，從根本上解釋清楚這兩類操作的本質區別 ，IO 操作有巨大的空窗期，
為什麽說 IO 操作異步才有意義，打掃衛生。尤其是在 Node.js 、數據加密解密 、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 。
關注我的公眾號一起玩轉技術
在這期間 ，利用等待時間處理其他並發請求（高並發的核心） 。
總結與延伸
通過以上的分析 ，甚至可能起反作用 。而是為了保持響應性 (Responsiveness) 。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” ，我們經常討論異步編程模型 ，從而闡明異步的真正價值所在 。而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大 ，這極大地浪費了 CPU 資源 。
因此 ，真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責 ，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 。去做別的事情了啊 ，
CPU 密集型 ：線程的競爭
對於 CPU 密集型任務 ，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 ，硬盤 、CPU 就立刻被釋放 ，
深入技術視角 ：計算機如何處理任務
從更技術的層麵來看 ，小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲 ，隻要開銷 。完成後通知我 。
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