CPU密集型和IO密集型是什么

本篇內(nèi)容介紹了“CPU密集型和IO密集型是什么”的有關(guān)知識(shí)，在實(shí)際案例的操作過(guò)程中，不少人都會(huì)遇到這樣的困境，接下來(lái)就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細(xì)閱讀，能夠?qū)W有所成！

CPU密集型（CPU-bound）

CPU密集型也叫計(jì)算密集型，指的是系統(tǒng)的硬盤(pán)、內(nèi)存性能相對(duì)CPU要好很多，此時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)作大部分的狀況是CPU Loading 100%，CPU要讀/寫(xiě)I/O(硬盤(pán)/內(nèi)存)，I/O在很短的時(shí)間就可以完成，而CPU還有許多運(yùn)算要處理，CPU Loading很高。

在多重程序系統(tǒng)中，大部份時(shí)間用來(lái)做計(jì)算、邏輯判斷等CPU動(dòng)作的程序稱之CPU bound。例如一個(gè)計(jì)算圓周率至小數(shù)點(diǎn)一千位以下的程序，在執(zhí)行的過(guò)程當(dāng)中絕大部份時(shí)間用在三角函數(shù)和開(kāi)根號(hào)的計(jì)算，便是屬于CPU bound的程序。

CPU bound的程序一般而言CPU占用率相當(dāng)高。這可能是因?yàn)槿蝿?wù)本身不太需要訪問(wèn)I/O設(shè)備，也可能是因?yàn)槌绦蚴嵌嗑€程實(shí)現(xiàn)因此屏蔽掉了等待I/O的時(shí)間。

IO密集型（I/O bound）

IO密集型指的是系統(tǒng)的CPU性能相對(duì)硬盤(pán)、內(nèi)存要好很多，此時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)作，大部分的狀況是CPU在等I/O (硬盤(pán)/內(nèi)存) 的讀/寫(xiě)操作，此時(shí)CPU Loading并不高。

I/O bound的程序一般在達(dá)到性能極限時(shí)，CPU占用率仍然較低。這可能是因?yàn)槿蝿?wù)本身需要大量I/O操作，而pipeline做得不是很好，沒(méi)有充分利用處理器能力。

CPU密集型 vs IO密集型

我們可以把任務(wù)分為計(jì)算密集型和IO密集型。

計(jì)算密集型任務(wù)的特點(diǎn)是要進(jìn)行大量的計(jì)算，消耗CPU資源，比如計(jì)算圓周率、對(duì)視頻進(jìn)行高清解碼等等，全靠CPU的運(yùn)算能力。這種計(jì)算密集型任務(wù)雖然也可以用多任務(wù)完成，但是任務(wù)越多，花在任務(wù)切換的時(shí)間就越多，CPU執(zhí)行任務(wù)的效率就越低，所以，要最高效地利用CPU，計(jì)算密集型任務(wù)同時(shí)進(jìn)行的數(shù)量應(yīng)當(dāng)?shù)扔贑PU的核心數(shù)。

計(jì)算密集型任務(wù)由于主要消耗CPU資源，因此，代碼運(yùn)行效率至關(guān)重要。Python這樣的腳本語(yǔ)言運(yùn)行效率很低，完全不適合計(jì)算密集型任務(wù)。對(duì)于計(jì)算密集型任務(wù)，最好用C語(yǔ)言編寫(xiě)。

第二種任務(wù)的類型是IO密集型，涉及到網(wǎng)絡(luò)、磁盤(pán)IO的任務(wù)都是IO密集型任務(wù)，這類任務(wù)的特點(diǎn)是CPU消耗很少，任務(wù)的大部分時(shí)間都在等待IO操作完成（因?yàn)镮O的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CPU和內(nèi)存的速度）。對(duì)于IO密集型任務(wù)，任務(wù)越多，CPU效率越高，但也有一個(gè)限度。常見(jiàn)的大部分任務(wù)都是IO密集型任務(wù)，比如Web應(yīng)用。

IO密集型任務(wù)執(zhí)行期間，99%的時(shí)間都花在IO上，花在CPU上的時(shí)間很少，因此，用運(yùn)行速度極快的C語(yǔ)言替換用Python這樣運(yùn)行速度極低的腳本語(yǔ)言，完全無(wú)法提升運(yùn)行效率。對(duì)于IO密集型任務(wù)，最合適的語(yǔ)言就是開(kāi)發(fā)效率最高（代碼量最少）的語(yǔ)言，腳本語(yǔ)言是首選，C語(yǔ)言最差。

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