什么是CPU密集型、IO密集型?

CPU密集型(CPU-bound)

CPU密集型也叫计算密集型,指的是系统的硬盘、内存性能相对CPU要好很多,此时,系统运作大部分的状况是CPU Loading 100%,CPU要读/写I/O(硬盘/内存),I/O在很短的时间就可以完成,而CPU还有许多运算要处理,CPU Loading很高。

在多重程序系统中,大部份时间用来做计算、逻辑判断等CPU动作的程序称之CPU bound。例如一个计算圆周率至小数点一千位以下的程序,在执行的过程当中绝大部份时间用在三角函数和开根号的计算,便是属于CPU bound的程序。

CPU bound的程序一般而言CPU占用率相当高。这可能是因为任务本身不太需要访问I/O设备,也可能是因为程序是多线程实现因此屏蔽掉了等待I/O的时间。

IO密集型(I/O bound)

IO密集型指的是系统的CPU性能相对硬盘、内存要好很多,此时,系统运作,大部分的状况是CPU在等I/O (硬盘/内存) 的读/写操作,此时CPU Loading并不高。

I/O bound的程序一般在达到性能极限时,CPU占用率仍然较低。这可能是因为任务本身需要大量I/O操作,而pipeline做得不是很好,没有充分利用处理器能力。

CPU密集型 vs IO密集型

我们可以把任务分为计算密集型和IO密集型。

计算密集型任务的特点是要进行大量的计算,消耗CPU资源,比如计算圆周率、对视频进行高清解码等等,全靠CPU的运算能力。这种计算密集型任务虽然也可以用多任务完成,但是任务越多,花在任务切换的时间就越多,CPU执行任务的效率就越低,所以,要最高效地利用CPU,计算密集型任务同时进行的数量应当等于CPU的核心数。

计算密集型任务由于主要消耗CPU资源,因此,代码运行效率至关重要。Python这样的脚本语言运行效率很低,完全不适合计算密集型任务。对于计算密集型任务,最好用C语言编写。

第二种任务的类型是IO密集型,涉及到网络、磁盘IO的任务都是IO密集型任务,这类任务的特点是CPU消耗很少,任务的大部分时间都在等待IO操作完成(因为IO的速度远远低于CPU和内存的速度)。对于IO密集型任务,任务越多,CPU效率越高,但也有一个限度。常见的大部分任务都是IO密集型任务,比如Web应用。

IO密集型任务执行期间,99%的时间都花在IO上,花在CPU上的时间很少,因此,用运行速度极快的C语言替换用Python这样运行速度极低的脚本语言,完全无法提升运行效率。对于IO密集型任务,最合适的语言就是开发效率最高(代码量最少)的语言,脚本语言是首选,C语言最差。

总之,计算密集型程序适合C语言多线程,I/O密集型适合脚本语言开发的多线程。

原文发布于微信公众号 - Java技术栈(javastack)

原文发表时间:2018-01-30

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏架构之美

五分钟学会分布式事务

17420
来自专栏UML

数据流程图 (DFD) 示例:食品订购系统

数据流图也称为气泡图。它通常用作创建系统概述的初步步骤,而不需要详细介绍,以后可以将其作为自上而下的分解方式进行详细说明。DFD显示将从系统输入和输出的信息类型...

52670
来自专栏全华班

基于PHP爬虫的博客小程序

小程序后端是基于 Wext-server-thinkphp3.2 实现的数据爬虫,使用 ThinkPHP3.2 框架开发。Wext-server-thinkph...

37810
来自专栏Android干货园

Android 轻松实现百度地图定位

版权声明:本文为博主原创文章,转载请标明出处。 https://blog.csdn.net/lyhhj/article/details/49...

52310
来自专栏铭毅天下

Elasticsearch全文检索实战小结——复盘我带的第二个项目

一、项目概述 这是一个被我称之为“没有枪、没有炮,硬着头皮自己造”的项目。项目是和其它公司合作的三个核心模块开发。 使用ES的目的是: 1)、采集数据、网站...

46490
来自专栏BeJavaGod

使用ztree.js,受益一生,十分钟学会使用tree树形结构插件

看到ztree.js,这几个字眼,毋庸置疑,那肯定就是tree树形结构了,曾经的swing年代有jtree,后来jquery年代有jstree和treeview...

44740
来自专栏FreeBuf

美国邮政服务网站漏洞可暴露6000万用户数据,现已修复

美国邮政服务系统刚刚修复了一个严重的网站漏洞,该漏洞使得拥有usps.com帐户的任何人都可查看和修改约6000万用户的账户详情。

12130
来自专栏张善友的专栏

BlackPearl 的 ServiceObject 开发部署

K2“BlackPearl”提供一个平台,用于管理和利用现有的跨越任何数量的业务系统的业务信息,以降低成本。它考虑到决策的制定,线路的排定以及报告,并根据360...

20290
来自专栏程序人生

思考,快与慢

吐槽:GitBook editor 有个二B的设计-当它莫名检测出文件被外星人修改后,会弹个无法取消的对话框-检测出外部修改,ignore? discard? ...

31170
来自专栏PingCAP的专栏

性能测试工具的 Coordinated Omission 问题

很早之前就看过 Gil 大神的一篇文章《Your Load Generator Is Probably Lying To You - Take The Red ...

30450

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券