CPU-bound(计算密集型) 和I/O bound(I/O密集型)

概念

　　概念I/O系统,英文全称为“Input output system”，中文全称为“输入输出系统”，由输入输出控制系统和外围设备两部分组成，是计算机系统的重要组成部分。在计算机系统中，一般把处理器和主存储器以外的部分称为输入输出系统。针对不一样的操做对象，能够划分为磁盘I/O模型，网络I/O模型，内存映射I/O, Direct I/O、数据库I/O等，只要具备输入输出类型的交互系统均可以认为是I/O系统，也能够说I/O是整个操做系统数据交换与人机交互的通道，这个概念与选用的开发语言没有关系，是一个通用的概念。

O调用步骤

1. 进程向操做系统请求数据 ;
2. 操做系统把外部数据加载到内核的缓冲区中，而后再把内核的缓冲区拷贝到进程的缓冲区。（关于内核的缓冲区与进程的缓冲区详情请查看《底层原理，用户缓存区和内存缓存区》）
3. 进程得到数据完成本身的功能 ;

　　当操做系统在把外部数据放到进程缓冲区的这段时间（即上述的第二步），若是应用进程是挂起等待的，那么就是同步IO，反之，就是异步IO

I/O密集型 (CPU-bound) 

I/O密集型 

　　指的是系统的CPU效能相对硬盘/内存的效能要好不少，此时，系统运做，大部分的情况是 CPU 在等 I/O (硬盘/内存) 的读/写，此时 CPU Loading 不高。

计算密集型

　　指的是系统的 硬盘/内存 效能 相对 CPU 的效能 要好不少，此时，系统运做，大部分的情况是 CPU Loading 100%，CPU 要读/写 I/O (硬盘/内存)，I/O在很短的时间就能够完成，而 CPU 还有许多运算要处理，CPU Loading 很高。在多重程序系统中，大部份时间用来作计算、逻辑判断等CPU动做的程序。例如一个计算圆周率至小数点一千位如下的程序，在执行的过程中绝大部份时间用在三角函数和开根号的计算，即是属于CPU bound的程序。

计算密集型 vs. IO密集型

计算密集型任务的特色是要进行大量的计算，消耗CPU资源，好比计算圆周率、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能够用多任务完成，可是任务越多，花在任务切换的时间就越多，CPU执行任务的效率就越低，因此，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。

计算密集型任务因为主要消耗CPU资源，所以，代码运行效率相当重要。Python这样的脚本语言运行效率很低，彻底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。

IO密集型任务执行期间，99%的时间都花在IO上，花在CPU上的时间不多，所以，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，彻底没法提高运行效率。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。