CPU-bound(計算密集型) 和I/O bound(I/O密集型)

概念

　　概念I/O系統,英文全稱爲「Input output system」，中文全稱爲「輸入輸出系統」，由輸入輸出控制系統和外圍設備兩部分組成，是計算機系統的重要組成部分。在計算機系統中，一般把處理器和主存儲器以外的部分稱爲輸入輸出系統。針對不一樣的操做對象，能夠劃分爲磁盤I/O模型，網絡I/O模型，內存映射I/O, Direct I/O、數據庫I/O等，只要具備輸入輸出類型的交互系統均可以認爲是I/O系統，也能夠說I/O是整個操做系統數據交換與人機交互的通道，這個概念與選用的開發語言沒有關係，是一個通用的概念。

O調用步驟

1. 進程向操做系統請求數據 ;
2. 操做系統把外部數據加載到內核的緩衝區中，而後再把內核的緩衝區拷貝到進程的緩衝區。（關於內核的緩衝區與進程的緩衝區詳情請查看《底層原理，用戶緩存區和內存緩存區》）
3. 進程得到數據完成本身的功能 ;

　　當操做系統在把外部數據放到進程緩衝區的這段時間（即上述的第二步），若是應用進程是掛起等待的，那麼就是同步IO，反之，就是異步IO

I/O密集型 (CPU-bound) 

I/O密集型 

　　指的是系統的CPU效能相對硬盤/內存的效能要好不少，此時，系統運做，大部分的情況是 CPU 在等 I/O (硬盤/內存) 的讀/寫，此時 CPU Loading 不高。

計算密集型

　　指的是系統的 硬盤/內存 效能 相對 CPU 的效能 要好不少，此時，系統運做，大部分的情況是 CPU Loading 100%，CPU 要讀/寫 I/O (硬盤/內存)，I/O在很短的時間就能夠完成，而 CPU 還有許多運算要處理，CPU Loading 很高。在多重程序系統中，大部份時間用來作計算、邏輯判斷等CPU動做的程序。例如一個計算圓周率至小數點一千位如下的程序，在執行的過程中絕大部份時間用在三角函數和開根號的計算，即是屬於CPU bound的程序。

計算密集型 vs. IO密集型

計算密集型任務的特色是要進行大量的計算，消耗CPU資源，好比計算圓周率、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能夠用多任務完成，可是任務越多，花在任務切換的時間就越多，CPU執行任務的效率就越低，因此，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於CPU的核心數。

計算密集型任務因爲主要消耗CPU資源，所以，代碼運行效率相當重要。Python這樣的腳本語言運行效率很低，徹底不適合計算密集型任務。對於計算密集型任務，最好用C語言編寫。

IO密集型任務執行期間，99%的時間都花在IO上，花在CPU上的時間不多，所以，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，徹底沒法提高運行效率。對於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。

總之，計算密集型程序適合C語言多線程，I/O密集型適合腳本語言開發的多線程。