CPU密集型和IO密集型是什么

本篇內容介紹了“CPU密集型和IO密集型是什么”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

CPU密集型（CPU-bound）

CPU密集型也叫計算密集型，指的是系統的硬盤、內存性能相對CPU要好很多，此時，系統運作大部分的狀況是CPU Loading 100%，CPU要讀/寫I/O(硬盤/內存)，I/O在很短的時間就可以完成，而CPU還有許多運算要處理，CPU Loading很高。

在多重程序系統中，大部份時間用來做計算、邏輯判斷等CPU動作的程序稱之CPU bound。例如一個計算圓周率至小數點一千位以下的程序，在執行的過程當中絕大部份時間用在三角函數和開根號的計算，便是屬于CPU bound的程序。

CPU bound的程序一般而言CPU占用率相當高。這可能是因為任務本身不太需要訪問I/O設備，也可能是因為程序是多線程實現因此屏蔽掉了等待I/O的時間。

IO密集型（I/O bound）

IO密集型指的是系統的CPU性能相對硬盤、內存要好很多，此時，系統運作，大部分的狀況是CPU在等I/O (硬盤/內存) 的讀/寫操作，此時CPU Loading并不高。

I/O bound的程序一般在達到性能極限時，CPU占用率仍然較低。這可能是因為任務本身需要大量I/O操作，而pipeline做得不是很好，沒有充分利用處理器能力。

CPU密集型 vs IO密集型

我們可以把任務分為計算密集型和IO密集型。

計算密集型任務的特點是要進行大量的計算，消耗CPU資源，比如計算圓周率、對視頻進行高清解碼等等，全靠CPU的運算能力。這種計算密集型任務雖然也可以用多任務完成，但是任務越多，花在任務切換的時間就越多，CPU執行任務的效率就越低，所以，要最高效地利用CPU，計算密集型任務同時進行的數量應當等于CPU的核心數。

計算密集型任務由于主要消耗CPU資源，因此，代碼運行效率至關重要。Python這樣的腳本語言運行效率很低，完全不適合計算密集型任務。對于計算密集型任務，最好用C語言編寫。

第二種任務的類型是IO密集型，涉及到網絡、磁盤IO的任務都是IO密集型任務，這類任務的特點是CPU消耗很少，任務的大部分時間都在等待IO操作完成（因為IO的速度遠遠低于CPU和內存的速度）。對于IO密集型任務，任務越多，CPU效率越高，但也有一個限度。常見的大部分任務都是IO密集型任務，比如Web應用。

IO密集型任務執行期間，99%的時間都花在IO上，花在CPU上的時間很少，因此，用運行速度極快的C語言替換用Python這樣運行速度極低的腳本語言，完全無法提升運行效率。對于IO密集型任務，最合適的語言就是開發效率最高（代碼量最少）的語言，腳本語言是首選，C語言最差。

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