本文為轉(zhuǎn)載文章，覺(jué)得很有意思，原文在這里。

　　我們知道，計(jì)算機(jī)中有很多概念并不容易理解，有些時(shí)候一個(gè)好的比喻能勝過(guò)很多句解釋。下面兩個(gè)是我看到的兩個(gè)很精彩的比喻，拿出來(lái)和大家分享一下。

　　第一比喻是關(guān)于吞吐量(throughput)和延遲(latency)的。如果你要搞網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化，這兩個(gè)概念是你必須要知道的，它們看似簡(jiǎn)單實(shí)則不是。我相信包括我在內(nèi)的很多人都曾經(jīng)認(rèn)為大的吞吐量就意味著低延遲，高延遲就意味著吞吐量變小。下面的比喻可以解釋這種觀點(diǎn)根本不對(duì)。該比喻來(lái)自這里，我來(lái)做個(gè)大體意譯(非逐字翻譯)。

　　我們可以把網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包比喻成去街邊的 ATM 取錢。每一個(gè)人從開始使用 ATM 到取錢結(jié)束整個(gè)過(guò)程都需要一分鐘，所以這里的延遲是60秒，那吞吐量呢？當(dāng)然是 1/60 人/秒。現(xiàn)在銀行升級(jí)了他們的 ATM 機(jī)操作系統(tǒng)，每個(gè)人只要30秒就可以完成取款了！延遲是 30秒，吞吐量是 1/30 人/秒。很好理解，可是前面的問(wèn)題依然存在對(duì)不對(duì)？別慌，看下面。

　　因?yàn)檫@附近來(lái)取錢的人比較多，現(xiàn)在銀行決定在這里增加一臺(tái) ATM 機(jī)，一共有兩臺(tái) ATM 機(jī)了。現(xiàn)在，一分鐘可以讓4個(gè)人完成取錢了，雖然你去排隊(duì)取錢時(shí)在 ATM 機(jī)前還是要用 30 秒！也就是說(shuō)，延遲沒(méi)有變，但吞吐量增大了！可見(jiàn)，吞吐量可以不用通過(guò)減小延遲來(lái)提高。

　　好了，現(xiàn)在銀行為了改進(jìn)服務(wù)又做出了一個(gè)新的決定：每個(gè)來(lái)取錢的客戶在取完錢之后必須在旁邊填寫一個(gè)調(diào)查問(wèn)卷，用時(shí)也是30秒。那么，現(xiàn)在你去取錢的話從開始使用 ATM 到完成調(diào)查問(wèn)卷離開的時(shí)間又是 60 秒了！換句話說(shuō)，延遲是60秒。而吞吐量根本沒(méi)變！一分鐘之內(nèi)還是可以進(jìn)來(lái)4個(gè)人！可見(jiàn)，延遲增加了，而吞吐量沒(méi)有變。

　　從這個(gè)比喻中我們可以看出，延遲測(cè)量的是每個(gè)客戶(每個(gè)應(yīng)用程序)感受到的時(shí)間長(zhǎng)短，而吞吐量測(cè)量的是整個(gè)銀行(整個(gè)操作系統(tǒng))的處理效率，是兩個(gè)完全不同的概念。用作者的原話說(shuō)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.

　　正如銀行為了讓客戶滿意不光要提高自身的辦事效率外，還要盡量縮短客戶在銀行辦事所花的時(shí)間一樣，操作系統(tǒng)不光要盡量讓網(wǎng)絡(luò)吞吐量大，而且還要讓每個(gè)應(yīng)用程序發(fā)送數(shù)據(jù)的延遲盡量小。這是兩個(gè)不同的目標(biāo)。

　　另外一個(gè)比喻是解釋信號(hào)量(semaphore)和互斥鎖(mutex)的區(qū)別。該比喻最初來(lái)自這里，我先翻譯一下，然后對(duì)它做個(gè)改進(jìn)。

　　互斥鎖是一把公共廁所的鑰匙。一個(gè)人使用廁所的時(shí)候可以拿到這把鑰匙，用完之后把這把鑰匙交給排隊(duì)的下一個(gè)人。

　　信號(hào)量是沒(méi)有人使用的廁所的鑰匙數(shù)量，所有廁所的鑰匙都一樣。比如有4個(gè)廁所有相同的鑰匙和鎖。信號(hào)量的值就是鑰匙的數(shù)量，一開始是4。當(dāng)進(jìn)來(lái)一個(gè)人的時(shí)候數(shù)量就是少一個(gè)，如果4個(gè)廁所都滿了，信號(hào)量就成0了，出去一個(gè)人就增加1，并把鑰匙交給排隊(duì)的下一個(gè)人。

　　這個(gè)例子并不是太好，尤其是它無(wú)法解釋 二元(binary)信號(hào)量和互斥鎖的區(qū)別！我把這個(gè)比喻做了改進(jìn)。互斥鎖的比喻還是和上面一樣，需要指出的是，當(dāng)你拿到那把鑰匙的時(shí)候你就是它的擁有者(owner)，別人是無(wú)法打開廁所門的。

　　而信號(hào)量什么呢？它就是一個(gè)大的公共廁所，里面有若干個(gè)位置，外面的大門口有一個(gè)可以翻動(dòng)牌子寫著“已滿”和“可用”，當(dāng)里面還有空的位置的時(shí)候，進(jìn)去的人不用翻動(dòng)這個(gè)牌子，直到?jīng)]有位置時(shí)最后一個(gè)進(jìn)去的人必須把它設(shè)成“已滿”，這時(shí)后面的人必須排隊(duì)等候，然后出去的人必須把牌子翻到“可用”，如果需要的話。

　　很好理解對(duì)嘛？那么它怎么解釋二元信號(hào)量呢？也就是當(dāng)這個(gè)廁所里面能容納一個(gè)人的時(shí)候，每個(gè)人進(jìn)去的時(shí)候都要把門口的牌子翻到“已滿”，出去的時(shí)候翻到“可用”。它和互斥鎖的區(qū)別馬上就可以看出來(lái)了，翻動(dòng)的牌子在外面可以被別人翻的，而鎖住的鎖只有拿鑰匙的人才可以開！

　　當(dāng)然了，信號(hào)量之所以翻譯成“信號(hào)”，還是有道理的，因?yàn)樗?廁所門口的牌子)標(biāo)示的是資源(廁所空位)的狀態(tài)，而互斥鎖就是鎖，它實(shí)實(shí)在在地鎖住了資源。這在生產(chǎn)者消費(fèi)者的情況下區(qū)別更明顯。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的两个精彩的比喻：吞吐量和延迟、信号量和互斥锁的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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