案例说明： 假设一个社交平台需要频繁加载用户信息。每当请求到来时，先检查缓存中是否存在该用户的信息，如有则直接返回，否则查询数据库并存入缓存。...服务与守护进程：关闭不必要的系统服务，减少资源占用。 文件系统优化：选择合适的文件系统，如ext4或XFS，优化I/O性能。...懒加载与异步处理：延迟非关键资源的加载，使用异步操作避免阻塞主线程。 减少冗余计算：避免重复计算，使用缓存结果。 多线程与并发：在适当的地方利用多线程和并发，提高CPU利用率。...异步编程与并发 配置说明： 使用异步I/O，避免阻塞主线程。 利用多线程或线程池，执行耗时任务。...案例说明： 在Node.js中，使用async/await处理I/O密集型任务： const fs = require('fs').promises; async function readFiles
在调用阻塞 I/O 时，应用程序需要等待 I/O 完成才返回结果。阻塞 I/O 造成 CPU 等待 I/O，CPU 的处理能力得不到充分利用。为了提高性能，内核提供了非阻塞 I/O。...非阻塞 I/O 在调用之后立马返回，但是数据并不在返回结果中，返回结果中只有当前调用的状态。为了获取完整的数据，应用程序需要重复调用 I/O 操作来确认是否完成。这种方式叫做轮询。...(2) select。通过文件描述符上的事件状态进行判断，select 轮询采用 1024 长度数组存储状态。 (3) poll。使用链表，减少不必要的检查。 (4) epoll。...Node 在每个事件循环中都有一个或多个观察者，而判断是否有事件需要处理的过程就是向这些观察者询问是否有要处理的事件。 在 Node 中，事件主要来源于网络请求，文件 I/O 等。...总结 异步 I/O 的核心是事件循环，Node 使用了和浏览器中一样的执行模型，让 JavaScript 在服务端发挥巨大的能量。
异步与全同步 减少主从复制的延迟：在主从复制的过程中，**MySQL** 默认是异步复制；对于 **Master** 写入到 **binlog** 且事务结束，就返回给客户端了。...如果要减少延迟就可以等待从库中的全部事务执行完毕才返回客户端，这样的方式称之为全同步复制；只有在从库写完数据时，主库才会返回给客户端。...当要减少主从同步的延迟，减少 **SQL** 执行造成的等待时间，就可以使用 **MySQL 5.6** 版本中支持的多库并行复制，该方式是在 **Slave** 上让多个 **SQL** 语句可以并行执行...-- 查看 GTID 是否开启 show global variables like 'gtid_mode'; 分库分表 除了数据库本身层面外，还可以在应用层中减少主从同步延迟问题。...SHOW PROFILE **SHOW PROFILE** 可以查看 **SQL** 语句执行时使用的资源（**CPU、I/O** 等情况）； -- 查看是否开启，在 MySQL 8.0.19 中默认是开启的
同步 I/O 和异步 I/O 的区别就在于第二个步骤是否阻塞，如果实际的 I/O 读写阻塞请求进程，那么就是同步 I/O 。...但是，使用 select 以后最大的优势是用户可以在一个线程内同时处理多个 socket 的 I/O 请求。...当数据准备好时，进程会收到一个 SIGIO 信号，可以在信号处理函数中调用 I/O 操作函数处理数据。 ?...异步 I/O 模型使用了 Proactor 设计模式实现了这一机制。 告知内核,当整个过程(包括阶段1和阶段2)全部完成时,通知应用程序来读数据....“阻塞I/O”模式 在上一节 Socket 章节中的 EchoServer 就是一个简单的阻塞 I/O 例子，服务器启动后，等待客户端连接。在客户端连接服务器后，服务器就阻塞读写取数据流。
2、I/O model：阻塞:blocking IO、非阻塞:non-blocking IO、同步:synchronous IO 、 异步:asynchronous IO 之间的区别 3、IO发生时涉及的对象和步骤...因为当需要探测的句柄值较大时，select()接口本身需要消耗大量时间去轮询各个句柄。...在这整个过程中，进程完全没有被block。 六、I/O多路复用的应用场景 #（1）当客户处理多个描述字时（一般是交互式输入和网络套接口），必须使用I/O复用。...#（2）当一个客户同时处理多个套接口时，而这种情况是可能的，但很少出现。 #（3）如果一个TCP服务器既要处理监听套接口，又要处理已连接套接口，一般也要用到I/O复用。...#（4）如果一个服务器即要处理TCP，又要处理UDP，一般要使用I/O复用。 #（5）如果一个服务器要处理多个服务或多个协议，一般要使用I/O复用。
后续当 binlog 有变动时，log dump 线程会将变动通过 I/O 线程推给 slave。 slave I/O 线程将 binlog 写入它的中继日志（relay log）。...从节点 I/O 线程 当从节点上执行 start slave 命令之后，从节点会创建一个 I/O 线程用来连接主节点，请求主库中更新的 Binlog。...当主节点有多个从节点时，主节点会为每一个当前连接的从节点建一个 log dump 线程，而每个从节点都有自己的 I/O 线程和 SQL 线程。...如果在 SQL 线程执行之前从节点服务停止，至少 I/O 线程已经从主节点拉取到了最新的变更并且保存在本地 relay log 中，当服务再次起来之后就可以完成数据的同步。...比如使用随机函数或非确定性存储过程。 某些 SQL 在恢复时会，需要更多的行级锁，影响恢复效率。 INSERT ... SELECT UPDATE ...
，放入一个事件列表，让主进程通过非阻塞 I/O 方式来处理请求； 第三种，就是事件驱动的方式，比如 Python 中的 协程就是事件循环，也大多数网络服务器采用的方式比如 Nginx。...也就是说主线程之外，有一个任务队列，只要异步任务（异步 I/O）有了结果，就在任务队列中放置一个事件，主线程中任务执行完就会去任务队列取出有结果的异步任务执行，具体过程如下图所示： 因为整个过程是不断循环的...这种就是 I/O 复用模型，Linux 下的 select、poll 和 epoll 就是干这个的。...也就是说 select、poll、epoll 都是 I/O 多路复用的机制，区别如下 说到这里，你应该明白了，事件循环是一种编程范式，很多场景都可以这样来设计代码，而 I/O 多路复用是一种 I/O...（TCP连接减少了） 减少了后续请求的延迟（无需再进行握手） 报告错误无需关闭 TCP 连接 劣势： 保持连接会让某些不必要的连接也占用服务器的资源，比如单个文件被不断请求的服务(例如图片存放网站)，
代码地址 什么是异步 同步 并发(Concurrency) 线程(Thread) I/O多路复用 异步(Asynchronous) 回调(Callback) 参考文献 什么是异步 为了深入理解异步的概念...上下文切换会对性能产生影响，因为它本身也需要CPU的周期来执行 I/O多路复用 而随着现实问题的复杂化，如10K问题。 在Nginx没有流行起来的时候，常被提到一个词 10K（并发1W）。...但是缺点很多： 每次调用select，都需要把fd集合从用户态拷贝到内核态，这个开销在fd很多时会很大 同时每次调用select都需要在内核遍历传递进来的所有fd，这个开销在fd很多时也很大 select...而在Python3.4中新增了selectors模块，用于封装各个操作系统所提供的I/O多路复用的接口。 那么之前同样的问题，我们可以通过I/O多路复用的机制实现并发。...开源异步并发框架的未来 Understanding Asyncio Node.js Python3.4 使用Python进行并发编程-asyncio篇(一) select、poll、epoll之间的区别总结
缓存 I/O 有以下这些优点： 缓存 I/O 使用了操作系统内核缓冲区，在一定程度上分离了应用程序空间和实际的物理设备。 缓存 I/O 可以减少读盘的次数，从而提高性能。...在延迟写机制的情况下，操作系统会定期地将放在页缓存中的数据刷到磁盘上。...前面两种 I/O 都只能用于简单的客户端开发。但对于服务器程序来说，需要处理很多的 fd （连接数可以达几十万甚至百万）。...如果使用同步阻塞 I/O，要处理这么多的 fd 需要开非常多的线程，每个线程处理一个 fd；如果用同步非阻塞 I/O，要应用程序轮询这么大规模的 fd。...在 Linux 系统中，有三种 I/O 多路复用的办法：select、poll、epoll， I/O 多路复用是现在 Linux 系统上最成熟的网络 I/O 模型，在三种方式中，epoll 的效率最高，
实际上，一开始，我们并不会使用Twisted，相反，会使用简单的Python来说明一个异步模型是如何工作的。我们在初次学习Twisted的时，会从你平常都不会直接使用的底层的实现讲起。...现在回忆一下第一部分中图3与图4.通过减少阻塞时间，我们的异步模式的客户端可以在更短的时间里完成下载。诚然，我们的异步客户端也有些阻塞发生，那是由于服务器太慢了。...3.select模块中的select方法是用来识别是其监视的socket是否有完成数据接收的，如果没有它就处于阻塞状态。...由于交互式系统都要进行I/O操作，因此这种循环也有时被称作select loop,这是由于select调用被用来等待I/O操作。...一个设计优秀的reactor模式实现需要做到： 1.处理所有不同系统会出现的I/O事件 2.提供优雅的抽象来帮助你在使用reactor时少花些心思去考虑它的存在 3.提供你可以在抽象层外（treactor
这两种方式都是基于在主库上记录二进制日志、在备库上重放日志的方式来实现异步的数据复制。这就导致在同一时间点备库上的数据可能与主库存在不一致，并且无法保证主备之间的延迟。...【更多细节】备库会启动一个工作线程，称为 I/O线程，I/O线程跟主库建立一个普通的客户端连接，然后在主库上启动一个特殊的二进制转储（binlog dump）线程，这个二进制转储线程会读取主库上二进制日志事件...如果该线程追赶上主库，它将进入睡眠状态，直到主库发送信号量通知其有新的事件产生时才会被唤醒，备库 I/O 线程会将接收到的事件记录到中继日志中。...【3】备库读取中继日志中的事件，将其重放到备库数据之上。 ? 这种复制架构实现了获取事件和重放事件的解耦，允许这两个过程异步进行。也就是说 I/O 线程能够独立于 SQL 线程之外的工作。...特别是在使用基于语句的复制方式时，执行 INSERT ... SELECT 操作会锁定原表上的所有行。MySQL 需要加锁以确保该语句的执行结果在主库和备库上是一致的。
一些概念： 同步和异步 同步和异步是针对应用程序和内核的交互而言的，同步指的是用户进程触发I/O操作并等待或者轮询的去查看I/O操作是否就绪，而异步是指用户进程触发I/O操作以后便开始做自己的事情，而当...另一个问题，在循环调用非阻塞IO的时候，将大幅度占用CPU，所以一般使用select等来检测”是否可以操作“。...从代码中可以看出使用Select返回后，仍然需要轮训再检测每个socket的状态（读、写），这样的轮训检测在大量连接下也是效率不高的。...因为当需要探测的句柄值较大时，select () 接口本身需要消耗大量时间去轮询各个句柄。...该系统调用立即返回，并且在等待I/O完成期间，我们的进程不被阻塞。本例子中我们假设要求内核在操作完成时产生某个信号，该信号直到数据已复制到应用进程缓冲区才产生，这一点不同于信号驱动I/O模型。
结论：协程任务开启，并不一定会执行，它需要I/O(阻塞)才能执行,上面代码的time.sleep(1)模拟了I/O(阻塞) 如果你开启一个协程，你的主线程中没有足够的时间让你执行协程的任务，内部执行switch...如果处理的连接数不是很高的话，使用select/epoll的web server不一定比使用multi-threading + blocking IO的web server性能更好，可能延迟还更大。...如果需要实现更高效的服务器程序，类似epoll这样的接口更被推荐。遗憾的是不同的操作系统特供的epoll接口有很大差异 所以使用类似于epoll的接口实现具有较好跨平台能力的服务器会比较困难。...其次，该模型将事件探测和事件响应夹杂在一起，一旦事件响应的执行体庞大，则对整个模型是灾难性的。 异步IO(Asynchronous I/O) ?...但select，poll，epoll本质上都是同步I/O，因为他们都需要在读写事件就绪后自己负责进行读写，也就是说这个读写过程是阻塞的，而异步I/O则无需自己负责进行读写，异步I/O的实现会负责把数据从内核拷贝到用户空间
以下是常见的网络和磁盘I/O性能瓶颈以及如何解决它们的方法： 网络I/O性能瓶颈 网络延迟：高网络延迟可能导致应用程序的响应时间变长。使用异步编程、批处理操作和缓存来减少对网络的频繁访问。...磁盘I/O性能瓶颈： 磁盘读/写延迟：慢速磁盘读/写操作可能导致应用程序响应时间变长。使用异步I/O、缓存和数据预取等技术来减少磁盘I/O延迟。...使用乐观锁： 乐观锁是一种处理并发冲突的方法，它不会立即锁定数据，而是在更新时检查数据是否被其他事务修改。 乐观锁可以减少锁定的使用，但需要处理并发错误。...以下是关于异步编程的一些最佳实践和策略： 使用异步关键字： 在支持异步编程的编程语言（如C#、JavaScript、Python等）中，使用异步关键字来定义异步方法和操作。...使用适当的文件I/O方法： 选择适合操作的文件I/O方法。例如，在C#中，使用FileStream进行原始字节读写，而使用StreamReader和StreamWriter进行文本操作。
NIO 解决了 BIO 需要大量进程（线程）造成资源浪费的问题，它允许程序在进行 I/O 操作时继续执行其他任务，而不必等待操作完成。...轮询：程序会周期性地轮询或检查 I/O 操作的状态，以确定它们是否已经完成。这可以通过使用系统调用如 select、poll、epoll（Linux系统）或异步事件处理来实现。...NIO 具有多种优势和应用场景： 高并发处理：在服务器应用中，NIO 可以帮助服务器同时处理大量并发连接，而不会因等待 I/O 操作而陷入停滞状态。...实时应用：对于需要快速响应的实时应用，如在线游戏或聊天应用，非阻塞 I/O 可以确保系统不会因等待 I/O 操作而引起延迟。...在 Linux 中，libaio 库提供了对 AIO 的支持，而在 Windows 上，IOCP（I/O Completion Port）是其异步 I/O 模型。
然后，我们使用无限循环等待就绪的通道，当有通道准备好时，我们可以处理相应的I/O操作。 I/O多路复用非常适合需要同时处理多个通道的应用，如高性能网络服务器。...它可以减少线程数量，提高应用程序的性能和可伸缩性。在选择I/O模型时，应该考虑应用程序的具体需求和性能要求，I/O多路复用是一个重要的选择之一。...信号驱动I/O 信号驱动I/O 是一种非阻塞I/O的变体，它使用信号通知应用程序文件描述符已准备好进行I/O操作。这种模型在类Unix系统中非常常见，通常与异步I/O结合使用。...异步I/O 异步I/O 模型也称为"真正的异步I/O"，它允许应用程序发起I/O操作后继续执行其他任务，而不需要等待操作完成。...支持大数量的文件描述符：select 在处理大量文件描述符时性能下降明显，因为它使用位图的方式来表示文件描述符，当文件描述符数量很大时，需要维护大量的位图，而且会有很多无效的查询。
然后，我们使用无限循环等待就绪的通道，当有通道准备好时，我们可以处理相应的I/O操作。I/O多路复用非常适合需要同时处理多个通道的应用，如高性能网络服务器。...它可以减少线程数量，提高应用程序的性能和可伸缩性。在选择I/O模型时，应该考虑应用程序的具体需求和性能要求，I/O多路复用是一个重要的选择之一。...信号驱动I/O信号驱动I/O 是一种非阻塞I/O的变体，它使用信号通知应用程序文件描述符已准备好进行I/O操作。这种模型在类Unix系统中非常常见，通常与异步I/O结合使用。...这意味着当有I/O事件准备好时，内核会主动通知应用程序，而不需要应用程序不断查询哪些文件描述符准备好。这减少了不必要的上下文切换，提高了性能。...支持大数量的文件描述符：select 在处理大量文件描述符时性能下降明显，因为它使用位图的方式来表示文件描述符，当文件描述符数量很大时，需要维护大量的位图，而且会有很多无效的查询。
2.1 异步I/O与非阻塞I/O 从计算机内核I/O而言，异步/同步和阻塞/非阻塞实际上是两回事。 操作系统对于I/O只有两种：阻塞和非阻塞。 调用阻塞I/O时，应用程序需要等待I/O完成才返回。...这种重复调用判断操作是否完成的技术称之为轮询。 任何技术都不是完美的，阻塞I/O会造成CPU等待浪费，非阻塞I/O会需要轮询去确认是否完成数据获取。...现存轮询技术有： read select poll epoll kqueue 2.2 理想的非阻塞异步I/O 轮询技术的结论是，它不够好。...每个事件有一个或多个观察者，而判断是否有事件要处理的过程就是向这些观察者询问是否有要处理的事件。 在浏览器中，事件可能来自用户的点击或者加载某些文件时产生，这些事件都有对应的观察者。...事件循环、观察者、请求对象、I/O线程池这四者共同构成了node异步I/O模型的基本要素。 在node中，除了JavaScript是单线程外，node自身是多线程的，只是I/O线程使用的CPU较少。
这影响了可伸缩性，原因是线程池的可用线程是有限的。如果所有请求处理线程全部阻塞以等待 I/O 操作完成，则其他请求排入队列等待线程释放。最好的情况是吞吐量减少，因为请求等待较长的时间才能得到处理。...由于线程池线程得到了更高效的使用，因此提高了可伸缩性。那些挂起等待 I/O 完成的线程现在可用于服务其他请求。直接的受益方是不执行长时间 I/O 操作并因此可以快速进出管线的请求。...Begin 启动一个异步 I/O 操作，当该操作完成时，ASP.NET 从线程池提取另一个线程并调用 End 方法，并且在该线程上执行该页生命周期的其余部分。 ?...它们在即将推出的 ASP.NET 版本中非常易于实现，并且其体系结构允许您在一个请求中批处理多个异步 I/O 操作，并延迟该页的呈现直到所有操作完成。...当生成异步页时最后需要注意的一点是，不应该启动来自 ASP.NET 使用的同一线程池的异步操作。
阻塞和非阻塞是指当server端的进程访问的数据如果尚未就绪,进程是否需要等待,简单说这相当于函数内部的实现区别,也就是未就绪时是直接返回还是等待就绪; 而同步和异步是指client端访问数据的机制,...阻塞I/O模型图：在调用recv()/recvfrom（）函数时，发生在内核中等待数据和复制数据的过程。 当调用recv()函数时，系统首先查是否有准备好的数据。...这样我们的I/O操作函数将不断的测试数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用CPU的时间。...这种套接字在使用上存在一定难度，但只要排除了这些困难，它在功能上还是非常强大的。通常情况下，可考虑使用套接字的“I/O模型”，它有助于应用程序通过异步方式，同时对一个或多个套接字的通信加以管理。...当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。 异步IO模型 简介：数据拷贝的时候进程无需阻塞。
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