Какие задачи относятся к I/O-bound и CPU-bound

Перед оптимизацией важно понять, что именно ограничивает выполнение задачи: ожидание данных или вычисления.

Определение

I/O-bound task — задача, основное время которой уходит на ожидание операций ввода-вывода.
CPU-bound task — задача, основное время которой уходит на вычисления.

1) I/O-bound задачи

Такие задачи:

• часто ждут ответа;

• простаивают, пока выполняется I/O.

Примеры:

• HTTP-запросы к внешним сервисам;

• запросы к БД;

• чтение и запись файлов.

Почему асинхронность помогает:

• пока одна операция ждёт I/O, CPU может выполнять другую.

2) CPU-bound задачи

Такие задачи:

• постоянно загружают процессор;

• почти не ждут внешних ресурсов.

Примеры:

• обработка изображений;

• шифрование;

• сложные математические вычисления.

Особенность Python:

• GIL мешает эффективно использовать CPU в потоках;

• поэтому применяют multiprocessing.

3) Практический выбор подхода

Обычно:

• async/await, event loop → I/O-bound;

• multiprocessing → CPU-bound;

• threading → I/O-bound (с блокирующими библиотеками).

Вывод

Оптимизация начинается с классификации задачи. Асинхронность ускоряет I/O-bound задачи, а CPU-bound требуют параллелизма на уровне процессов.