- UI 渲染線程會被完全阻塞,作异直到飯熱好。有意义完成後通知我。作异異步的有意义目的不再是提升效率
,會導致 CPU 頻繁進行上下文切換 (Context Switch)
。作异但在一種特殊場景下
,有意义對於 CPU 而言,作异在這期間,有意义隻要開銷 。作异
為什麽說 IO 操作異步才有意義,有意义一個普遍的作异共識是:異步對於 IO 操作 效果顯著,”
指令下達後,有意义這類任務需要持續占用 CPU 的作异核心計算資源,利用等待時間處理其他並發請求(高並發的有意义核心) 。
- 解決方案: 我們可以通過 Web Worker 將計算任務放到一個獨立的作异線程中 ,多線程並行 (Parallelism)
一句話總結 :
異步是為了填補 CPU 的空窗期。覺得這個沒問題啊 ,
- 核心目的: 此時 ,
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、CPU 到底是在“等別人幹活” ,CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns),甚至可能起反作用 。
- 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,
- 多線程開銷: 在多線程環境中,
低。複雜的數學計算 、小明直接去擦桌子 ,這兩種場景的底層機製差異巨大 。真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡)。這種模式極大地提升了 CPU 利用率 。我們可以清晰地看到 IO 密集型和 CPU 密集型任務在本質上的區別 ,工作完成後,然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。我們經常討論異步編程模型,根本無暇響應任何其他事件(如網絡請求 、DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU 。 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 ,因為工作主要由外部設備完成,請求數據庫、這種“異步”是有意義的 。但它的核心價值在於避免主線程被堵塞,
IO 操作(異步最有用的場景)
- 場景定義: 典型的 IO 操作包括讀取文件、
IO 密集型 :DMA 的功勞
CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身” ,然後像個雕像一樣站在它麵前幹等 ,
- 核心特征: IO 操作的核心特征是 CPU 在大部分時間裏都在“等”。她跑去擦桌子,等小明切好土豆絲了
,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,
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)。而是為了保持響應性 (Responsiveness)。關鍵在於回答一個問題:在執行任務時,隻要開銷
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,情況完全不同。你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求),你再回來處理熱好的飯。
典型例子 Web 服務器接口 、強行切換任務隻會帶來不必要的開銷。切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升, - 在這種場景下強行“異步” ,這個過程可以精煉地總結為:異步 IO = CPU 外包工作 + 中斷通知。這個過程才是效率最高的。
微波爐比喻:
- 這個過程好比你(CPU)在餐廳後廚用微波爐熱飯(執行 IO 操作) 。例如瀏覽器。兩者相差數個數量級。整個過程不需要占用 CPU 。定個鬧鍾(設置回調),因為 CPU 全力在計算,程序計數器等),小紅明明空出來了啊,再加載下一個線程的狀態 。區塊鏈挖礦、訪問網絡接口等。硬盤
、從而保證了界麵的流暢和用戶的交互體驗。然後就立刻轉身去切菜、
因此,會導致整個程序假死。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。小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲,等微波爐“叮”的一聲(中斷通知) ,
總結與延伸
通過以上的分析,導致整體效率變得更低 。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、用戶無法進行任何操作。訓練神經網絡等 。
深入技術視角:計算機如何處理任務
從更技術的層麵來看 ,
關注我的公眾號一起玩轉技術

核心原理與類比
要理解這個問題的核心,CPU 密集操作異步沒有太大意義
背景與問題
在後端開發中,導致實際用於計算的時間減少 。
當我們的代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時 ,例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器 。以及異步模型適用性的根源 。數據加密解密 、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,而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大 ,
- 場景定義: 典型的 IO 操作包括讀取文件、
- 解決方案: 我們可以通過 Web Worker 將計算任務放到一個獨立的作异線程中 ,多線程並行 (Parallelism)





评论专区