IOgebundene

IOgebundene bezeichnet ein Softwareverhalten, bei dem die Laufzeit hauptsächlich durch Ein- und Ausgabekomponenten bestimmt wird. Typischerweise dominiert die Wartezeit auf I/O wie Festplattenzugriffe, Netzwerkanfragen oder Benutzereingaben die Gesamtdauer eines Tasks, während die CPU nur wenig arbeitet.

Im Gegensatz dazu beschreibt CPU-bound, dass die Rechenleistung der CPU der Engpass ist, und die Aufgabe überwiegend Rechenoperationen ausführt. Beispiele für IOgebundene Tasks sind das Einlesen großer Dateien, datenbankgestützte Abfragen mit Netzwerklatenz oder das Warten auf externe Dienste.

Für die Architektur bedeutet IOgebundenheit oft, dass man das Überlappen von Arbeit über I/O hinweg anstrebt: asynchrone bzw. nicht blockierende I/O, eventbasierte oder reaktive Programmierung, Puffern, Caching und paralleles Verarbeiten mehrerer Anfragen.

Messung und Optimierung umfassen Profiling, Messgrößen wie Durchsatz (Anfragen pro Sekunde) und Latenz sowie die CPU-Auslastung. Da IOgebundene Systeme stark von der I/O-Infrastruktur abhängen, verbessern sich Ergebnisse häufig durch schnellere Speichersysteme, niedrigere Netzwerk-Latenzen, effizienteres Caching oder bessere asynchrone Bibliotheken. Mehrkernprozessoren erhöhen die Skalierbarkeit, indem sie unabhängige I/O-Anfragen parallel bearbeiten.

Praxisbeispiele finden sich in modernen Frameworks: Node.js setzt auf asynchrones I/O und einen Event-Loop; Python bietet Asyncio; Java bietet NIO und CompletableFuture; C# unterstützt async/await. Die Architektur bestimmt, ob das System eher eventgesteuert oder threadbasiert skaliert.