注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

dp: 生活的脚步,进步的点滴...

Cam、DSP、FPGA、PM、Life、More ...

 
 
 

日志

 
 

两个关于吞吐量与延迟的精彩比喻  

2012-12-07 09:43:27|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

我们知道,计算机中有很多概念并不容易理解,有些时候一个好的比喻能胜过很多句解释。下面两个是我看到的两个很精彩的比喻,拿出来和大家分享一下。

第一比喻是关于吞吐量(throughput)和延迟(latency)的。如果你要搞网络性能优化,这两个概念是你必须要知道的,它们看似简单实则不是。我相信包括我在内的很多人都曾经认为大的吞吐量就意味着低延迟,高延迟就意味着吞吐量变小。下面的比喻可以解释这种观点根本不对。该比喻来自这里,我来做个大体意译(非逐字翻译)。

我们可以把网络发送数据包比喻成去街边的 ATM 取钱。每一个人从开始使用 ATM 到取钱结束整个过程都需要一分钟,所以这里的延迟是60秒,那吞吐量呢?当然是 1/60 人/秒。现在银行升级了他们的 ATM 机操作系统,每个人只要30秒就可以完成取款了!延迟是 30秒,吞吐量是 1/30 人/秒。很好理解,可是前面的问题依然存在对不对?别慌,看下面。

因为这附近来取钱的人比较多,现在银行决定在这里增加一台 ATM 机,一共有两台 ATM 机了。现在,一分钟可以让4个人完成取钱了,虽然你去排队取钱时在 ATM 机前还是要用 30 秒!也就是说,延迟没有变,但吞吐量增大了!可见,吞吐量可以不用通过减小延迟来提高。

好了,现在银行为了改进服务又做出了一个新的决定:每个来取钱的客户在取完钱之后必须在旁边填写一个调查问卷,用时也是30秒。那么,现在你去取钱的话从开始使用 ATM 到完成调查问卷离开的时间又是 60 秒了!换句话说,延迟是60秒。而吞吐量根本没变!一分钟之内还是可以进来4个人!可见,延迟增加了,而吞吐量没有变。

从这个比喻中我们可以看出,延迟测量的是每个客户(每个应用程序)感受到的时间长短,而吞吐量测量的是整个银行(整个操作系统)的处理效率,是两个完全不同的概念。用作者的原话说是:

In short, the throughput is a function of how many stages are in parallel while latency is a function of how many are in series when there are multiple stages in the processing. The stage with the lowest throughput determines the overall throughput.

正如银行为了让客户满意不光要提高自身的办事效率外,还要尽量缩短客户在银行办事所花的时间一样,操作系统不光要尽量让网络吞吐量大,而且还要让每个应用程序发送数据的延迟尽量小。这是两个不同的目标。

另外一个比喻是解释信号量(semaphore)和互斥锁(mutex)的区别。该比喻最初来自这里,我先翻译一下,然后对它做个改进。

互斥锁是一把公共厕所的钥匙。一个人使用厕所的时候可以拿到这把钥匙,用完之后把这把钥匙交给排队的下一个人。

信号量是没有人使用的厕所的钥匙数量,所有厕所的钥匙都一样。比如有4个厕所有相同的钥匙和锁。信号量的值就是钥匙的数量,一开始是4。当进来一个人的时候数量就是少一个,如果4个厕所都满了,信号量就成0了,出去一个人就增加1,并把钥匙交给排队的下一个人。

这个比喻并不是太好,尤其是它无法解释 二元(binary)信号量和互斥锁的区别!我把这个比喻做了改进。互斥锁的比喻还是和上面一样,需要指出的是,当你拿到那把钥匙的时候你就是它的拥有者(owner),别人是无法打开厕所门的。

而信号量到底是什么呢?它就是一个大的公共厕所,里面有若干个位置,外面的大门口有一个可以翻动牌子写着“已满”和“可用”,当里面还有空的位置的时候,进去的人不用翻动这个牌子,直到没有位置时最后一个进去的人必须把它设成“已满”,这时后面的人必须排队等候,然后出去的人必须把牌子翻到“可用”,如果需要的话。

很好理解对嘛?那么它怎么解释二元信号量呢?也就是当这个厕所里面只能容纳一个人的时候,每个人进去的时候都要把门口的牌子翻到“已满”,出去的时候翻到“可用”。它和互斥锁的区别马上就可以看出来了,翻动的牌子在外面可以被别人翻的,而锁住的锁只有拿钥匙的人才可以开!

当然了,信号量之所以翻译成“信号”,还是有道理的,因为它(厕所门口的牌子)标示的是资源(厕所空位)的状态,而互斥锁就是锁,它实实在在地锁住了资源。这在生产者消费者的情况下区别更明显。

  评论这张
 
阅读(394)| 评论(0)
推荐

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2016