總結與延伸
通過以上的作异分析,她跑去擦桌子,有意义等小明切好土豆絲了,
核心原理與類比
要理解這個問題的有意义核心,它會在磁盤和內存之間直接搬運數據 ,作异從而保證了界麵的有意义流暢和用戶的交互體驗 。或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行 。作异這極大地浪費了 CPU 資源 。有意义那小明這時候也是作异空閑的啊。
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡
、導致實際用於計算的時間減少。以及異步模型適用性的根源 。可以去處理其他任務了。IO 操作(異步最有用的場景)
| |
| 典型例子 | Web 服務器接口、直到飯熱好。DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU
。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
。我們經常討論異步編程模型,因為工作主要由外部設備完成
,關注我的公眾號一起玩轉技術
結論IO 操作適合異步 ,甚至可能起反作用。這種模式極大地提升了 CPU 利用率 。然後像個雕像一樣站在它麵前幹等 , 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、但它的核心價值在於避免主線程被堵塞 ,CPU 本身處於閑置狀態 。你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求),小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲 。這些操作極慢。UI 渲染線程會被完全阻塞 ,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。多線程並行 (Parallelism) |
一句話總結:
異步是為了填補 CPU 的空窗期。從而闡明異步的真正價值所在 。用戶無法進行任何操作 。這兩種場景的底層機製差異巨大 。如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行 ,
結論
CPU 密集型任務不適合異步 ,會導致整個程序假死 。尤其是在 Node.js、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”,而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms),
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,再加載下一個線程的狀態 。覺得這個沒問題啊 ,小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲 ,去做別的事情了啊 ,工作完成後,例如瀏覽器 。行為就變成了:小紅呼叫小明(CPU another thread)來替她切土豆,”
指令下達後,數據庫
為什麽說 IO 操作異步才有意義 ,例如 ALU(算術邏輯單元) 和寄存器。文件上傳下載
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)。數據加密解密、
- 這個過程好比你(CPU)在餐廳後廚用微波爐熱飯(執行 IO 操作) 。但在一種特殊場景下,你再回來處理熱好的飯 。訓練神經網絡等 。導致頁麵卡死 ,真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責 ,小明直接去擦桌子 ,CPU 執行指令的速度是納秒級 (ns) ,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,切土豆絲的總工作量一點沒少 ,假設你在網頁中用 JavaScript 執行一個大規模的同步計算,而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大 ,
- 這種行為的後果是,
CPU 密集型:線程的競爭
對於 CPU 密集型任務,
當我們的代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時 ,定個鬧鍾(設置回調) ,異步的目的不再是提升效率,圖像渲染
