复杂度来源：高性能

前言

本文介绍架构的复杂度来源之一，高性能。

高性能的复杂度主要体现在两面，一是单机实现高性能带来的复杂度，一是集群实现高性能带来的复杂度。

单机的复杂度

单机中最复杂的就是操作系统，操作系统中与性能有关的就是进程和线程。

在早期，计算机每执行一个操作前，都需要等待用户输入指令，这显然无比低效。于是，后面有了批处理操作系统，提前将需要执行的指令和数据录入，形成一个指令清单，这就是我们常说的“任务”，再让操作系统运行。

不过，CPU的执行速度是很快的，如果发生IO操作，那么CPU就会空闲。于是，为了提高CPU的利用率，出现了进程的概念，一个任务就是一个进程，进程间互不相关，不能相互访问。并且，操作系统不再将一个进程完全执行完毕，而是给每个进程分配一个执行时间，分时地调度进程来执行，当进程在IO的时候，CPU就可以执行其他进程，从而实现了一个并发的执行。

如果进程间不能通信，就只能等待前一个进程将数据写进存储，另一个进程再从存储中读取，这样无疑也是很低效的。于是，后面有了进程通信方式。

多进程让任务可以并发地处理，但还是存在缺陷。比如，如果想让一个进程可以执行多个子任务，那么当一个子任务执行时间较长，那么其他任务就会阻塞住，体现在用户上就是一部分用户执行其他子任务时卡住。于是，为了解决这个场景，进程下有了线程的概念，线程共享进程资源，线程成为CPU更小的调度单位，在进程中并发调度执行。

单处理机下，多进程只能并发运行，即在一个时间间隔运行。为了实现进程并行执行，后面操作系统有了像对称多处理器结构，实现了多进程真正并行运行。