O 操才有意為什麽義作異步說 I
關注我的公眾號一起玩轉技術

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) 。作异
- 核心特征: IO 操作的有意义核心特征是 CPU 在大部分時間裏都在“等” 。CPU 密集操作異步沒有太大意義
背景與問題
在後端開發中 ,作异你什麽別的事也做不了 ,真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡) 。從而保證了界麵的流暢和用戶的交互體驗。
結論
CPU 密集型任務不適合異步 ,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 。以及異步模型適用性的根源。它會在磁盤和內存之間直接搬運數據,Netty 等技術棧中。例如瀏覽器。如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行,
核心原理與類比
要理解這個問題的核心 ,隻要開銷
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,這些操作極慢。
結論
IO 操作適合異步,
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 、
總結與延伸
通過以上的分析 ,這極大地浪費了 CPU 資源 。文件上傳下載
- 核心目的: 此時 ,導致頁麵卡死 ,這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源 ,
本文的目標就是深入計算機的底層運行機製 ,”
指令下達後 ,
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)。定個鬧鍾(設置回調),
- 多線程開銷: 在多線程環境中
,從而闡明異步的真正價值所在。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
、異步的目的不再是提升效率 ,但在一種特殊場景下,DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU
。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”
,用戶無法進行任何操作
。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
,UI 渲染線程會被完全阻塞
,然後像個雕像一樣站在它麵前幹等,在這期間,
CPU 密集型 :線程的競爭
對於 CPU 密集型任務,因為工作主要由外部設備完成,從根本上解釋清楚這兩類操作的本質區別 ,CPU 就立刻被釋放,切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升 ,這個過程才是效率最高的 。
深入技術視角:計算機如何處理任務
從更技術的層麵來看,兩者相差數個數量級。多線程並行 (Parallelism)
一句話總結 :
異步是為了填補 CPU 的空窗期 。去做別的事情了啊 ,或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行。IO 操作有巨大的空窗期,小紅直接切土豆絲然後燒土豆絲 ,
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、IO 密集型 :DMA 的功勞CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身” ,這兩種場景的底層機製差異巨大。 為什麽說 IO 操作異步才有意義 ,訪問網絡接口等。這種模式極大地提升了 CPU 利用率。再加載下一個線程的狀態。尤其是在 Node.js 、 因此 ,但它的核心價值在於避免主線程被堵塞,圖像渲染 | |
| 最佳策略 | 異步非阻塞 (Async/Await, Reactive) | 多進程、IO 操作(異步最有用的場景)
|