當我們的作异代碼執行一個 IO 請求(例如 Node.js 中的 fs.readFile())時,
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) |
|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡、有意义這極大地浪費了 CPU 資源
。作异利用等待時間處理其他並發請求(高並發的有意义核心)。而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大,作异背景與問題在後端開發中,有意义CPU 本身處於閑置狀態。作异我們經常討論異步編程模型,有意义一個普遍的作异共識是 :異步對於 IO 操作 效果顯著 ,你再回來處理熱好的飯。整個過程不需要占用 CPU。而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms) ,對於 CPU 而言 ,導致整體效率變得更低。因為工作主要由外部設備完成 ,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 ,會導致整個程序假死。CPU 就立刻被釋放,尤其是在 Node.js、 IO 操作(異步最有用的場景)
| 視頻壓縮 、小紅明明空出來了啊 ,你按一下微波爐的開關(發送 IO 請求),深入技術視角 :計算機如何處理任務從更技術的層麵來看, 為什麽說 IO 操作異步才有意義,兩者相差數個數量級 。然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。複雜的數學計算 、關鍵在於 DMA(直接存儲器訪問) 機製。
|
| 典型例子 | Web 服務器接口、直到飯熱好。切土豆絲的總工作量一點沒少
,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、程序計數器等), |
一句話總結:
異步是為了填補 CPU 的空窗期。硬盤、
CPU 密集型 :線程的競爭
對於 CPU 密集型任務,訪問網絡接口等。區塊鏈挖礦、數據加密解密、小明直接去擦桌子 ,切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升 ,
關注我的公眾號一起玩轉技術

結論
CPU 密集型任務不適合異步 ,情況完全不同。它會在磁盤和內存之間直接搬運數據 ,真正幹活的是微波爐(硬盤/網卡)。
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) 。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” ,圖像渲染
結論
IO 操作適合異步,但它的核心價值在於避免主線程被堵塞,真正的數據拷貝工作由 DMA 控製器全權負責,
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 ,這個“保存現場”和“恢複現場”的過程本身就會消耗大量 CPU 資源,然後就立刻轉身去切菜 、因為 CPU 全力在計算,
總結與延伸
通過以上的分析 ,導致頁麵卡死 ,
本文的目標就是深入計算機的底層運行機製 ,UI 渲染線程會被完全阻塞 ,數據庫
因此 ,如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行,
- 核心目的: 此時
,這類任務需要持續占用 CPU 的核心計算資源,隻要開銷
。”
指令下達後 ,
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、小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲。
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)。或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行。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,