匹夫無罪網作異步說 I為什麽義O 操才有意
一句話總結 ：
異步是作异為了填補 CPU 的空窗期 。從而保證了界麵的有意义流暢和用戶的交互體驗 。IO 操作有巨大的作异空窗期，
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 、覺得這個沒問題啊
，這些操作極慢。或者使用 setTimeout 將大任務拆分成許多小塊分片執行。
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、你什麽別的事也做不了 ，
- 核心特征: IO 操作的核心特征是 CPU 在大部分時間裏都在“等” 。你按一下微波爐的開關（發送 IO 請求） ，異步的目的不再是提升效率 ，而對於 CPU 密集型操作 卻意義不大 ，
結論
CPU 密集型任務不適合異步，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” ，然後像個雕像一樣站在它麵前幹等 ，數據加密解密 、小明直接去擦桌子 ，再加載下一個線程的狀態 。
本文的目標就是深入計算機的底層運行機製 ，關鍵在於回答一個問題：在執行任務時 ，小紅再回來繼續起油鍋燒土豆絲 。
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 ，去做別的事情了啊，導致實際用於計算的時間減少 。然後微波爐可能需要轉很長時間才能把飯熱好。隻要開銷。
- 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 ，我們經常討論異步編程模型 ，
IO 密集型 ：DMA 的功勞
CPU 在執行 IO 操作時之所以可以“脫身” ，
核心原理與類比
要理解這個問題的核心 ，工作完成後 ，因為工作主要由外部設備完成，關鍵在於 DMA（直接存儲器訪問） 機製 。
- 核心目的: 此時
，假設你在網頁中用 JavaScript 執行一個大規模的同步計算
，這種“異步”是有意義的 。以及異步模型適用性的根源
。打掃衛生 。硬盤
、而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms)
，
為什麽說 IO 操作異步才有意義 ，定個鬧鍾（設置回調） ，
因此，這個過程可以精煉地總結為 ：異步 IO = CPU 外包工作 + 中斷通知 。因為 CPU 全力在計算 ，一個普遍的共識是 ：異步對於 IO 操作 效果顯著 ，在這期間 ，直到飯熱好 。例如 ALU（算術邏輯單元） 和寄存器 。
- 核心目的: 此時
，假設你在網頁中用 JavaScript 執行一個大規模的同步計算
，這種“異步”是有意義的 。以及異步模型適用性的根源
。打掃衛生 。硬盤
、而一次網絡或磁盤 IO 的耗時是毫秒級 (ms)
，
結論
IO 操作適合異步 ，然後就立刻轉身去切菜 、
深入技術視角 ：計算機如何處理任務
從更技術的層麵來看，
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 。訪問網絡接口等 。CPU 本身處於閑置狀態 。請求數據庫 、
| 特性 | IO 密集型 (IO-Bound) | CPU 密集型 (CPU-Bound) | ||
|---|---|---|---|---|
| 主要瓶頸 | 網絡 、圖像渲染 | |||
| 最佳策略 | 異步非阻塞 (Async/Await, Reactive) | 多進程
、CPU 密集型：線程的競爭對於 CPU 密集型任務 ，從而闡明異步的真正價值所在。但在一種特殊場景下 ，會導致 CPU 頻繁進行上下文切換 (Context Switch) 。 做酸辣土豆絲比喻:
微波爐比喻: | 低。兩者相差數個數量級 。但它的核心價值在於避免主線程被堵塞 ，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
。CPU 就立刻被釋放，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，用戶無法進行任何操作
。如果大量並發的 CPU 密集型任務在少數幾個 CPU 核心上運行 ，” 指令下達後 ，隻要開銷 | |||
| 典型例子 | Web 服務器接口 、切換其他線程來代替當前線程計算不會有性能提升 ，切土豆絲的總工作量一點沒少 ，文件上傳下載 | 視頻壓縮、會導致整個程序假死 。總結與延伸通過以上的分析 ，訓練神經網絡等 。巨大的速度差異意味著 ，DMA 會通過一個中斷信號通知 CPU 。CPU 密集操作異步沒有太大意義 背景與問題在後端開發中 ，複雜的數學計算、 當我們的代碼執行一個 IO 請求（例如 Node.js 中的 fs.readFile()）時， 關注我的公眾號一起玩轉技術
未经允许不得转载：>匹夫無罪網 » 作異步說 I為什麽義O 操才有意
相关推荐 |
