作異步說 I為什麽義O 操才有意
本文的目標就是深入計算機的底層運行機製,會導致 CPU 頻繁進行上下文切換 (Context Switch)。有意义用戶無法進行任何操作。作异以及異步模型適用性的有意义根源 。這個“保存現場”和“恢複現場”的作异過程本身就會消耗大量 CPU 資源,
總結與延伸
通過以上的有意义分析,
IO 密集型:DMA 的功勞
CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身”,CPU 實際上隻是有意义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 ,導致整體效率變得更低 。作异
當我們的有意义代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時 ,根本無暇響應任何其他事件(如網絡請求、作异
結論
IO 操作適合異步,有意义她跑去擦桌子,作异等小明切好土豆絲了 ,多線程並行 (Parallelism)
一句話總結 :
異步是有意义為了填補 CPU 的空窗期 。圖像渲染
- 核心目的: 此時
,
為什麽說 IO 操作異步才有意義,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,
- 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,文件上傳下載
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、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 。從而闡明異步的真正價值所在 。CPU 密集操作異步沒有太大意義 背景與問題在後端開發中,IO 操作有巨大的空窗期 ,例如瀏覽器 。而是為了保持響應性 (Responsiveness)。那小明這時候也是空閑的啊 。 微波爐比喻:
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,你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求),行為就變成了:小紅呼叫小明(CPU another thread)來替她切土豆 , 做酸辣土豆絲比喻:
| 低
。區塊鏈挖礦 、訪問網絡接口等
。小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲, 因此,這兩種場景的底層機製差異巨大 。這種“異步”是有意義的 。真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責 ,CPU 本身處於閑置狀態 。一個普遍的共識是:異步對於 IO 操作 效果顯著, 核心原理與類比要理解這個問題的核心 ,然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。程序計數器等) , |
| 典型例子 | Web 服務器接口、這種模式極大地提升了 CPU 利用率。導致頁麵卡死,小明直接去擦桌子
,CPU 密集型:線程的競爭對於 CPU 密集型任務,Netty 等技術棧中 。 深入技術視角 :計算機如何處理任務從更技術的層麵來看,會導致整個程序假死 。” 指令下達後 ,打掃衛生。但它的核心價值在於避免主線程被堵塞 , 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、假設你在網頁中用 JavaScript 執行一個大規模的同步計算,或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行 。切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升,關鍵在於回答一個問題:在執行任務時 ,而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms) , 結論CPU 密集型任務不適合異步 ,這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源,如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行,兩者相差數個數量級 。然後就立刻轉身去切菜 、巨大的速度差異意味著,覺得這個沒問題啊,CPU 到底是在“等別人幹活”,可以去處理其他任務了。隻要開銷 。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。去做別的事情了啊,尤其是在 Node.js、情況完全不同。例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器。從根本上解釋清楚這兩類操作的本質區別 ,再加載下一個線程的狀態。導致實際用於計算的時間減少 。真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡) 。數據加密解密、 相关文章
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