轮询和中断的区别

轮询和中断是计算机科学中常见的两种处理输入输出（I/O）的方式。虽然它们都是处理 I/O 的方法，但是它们在实现和应用上存在着巨大的差异。本文将从多个角度分析轮询和中断的区别。

一、基本原理

轮询是指通过不断地询问输入设备的状态来检测是否有数据可读或写。轮询的方法适用于较少的输入输出设备，每个设备需要定期轮询，由于所有设备都需要等待轮询，因此轮询的方法效率低下。

中断是指当输入设备需要处理数据时，会向 CPU 发送一个信号，暂停当前任务并处理输入设备的数据，之后再回到之前的任务中。中断的方法在处理多个输入输出设备时更加有效率，因为只有当输入设备有数据可读或写时才会触发中断。

二、应用场景

轮询的方法通常在嵌入式系统中应用，因为在嵌入式设备中，输入输出设备通常比较少，因此轮询的方法可以节省硬件资源。但是在服务器或桌面计算机中，由于需要处理的输入输出设备非常多，轮询的方法会导致 CPU 的利用率低下，使得系统效率不高。

中断的方法通常在服务器和桌面计算机中应用。比如，当打印机需要输出数据时，它会向计算机发送中断信号，计算机会暂停当前任务并处理打印机数据。由于中断信号只有在有数据可读或写时才会触发，因此可以提高 CPU 的利用率和整个系统的效率。

三、优缺点

轮询的方法的优点是实现简单，适用于嵌入式设备等硬件资源受限场景，缺点是效率低下，在处理多个输入输出设备时容易导致 CPU 利用率低下。

中断的方法的优点是响应迅速，只有在发生事件时才会触发，适用于处理多个输入输出设备和高并发场景，缺点是实现较为复杂。

四、应用案例

轮询的方法在智能家居、嵌入式设备、传感器等方面应用广泛。比如，智能家居系统中的传感器需要定期轮询温度、湿度、照明强度等信息，以便控制空调、加湿器、灯光等设备。

中断的方法在操作系统、网络管理、数据存储等方面应用广泛。比如，当一个进程在等待输入输出设备时，会将其挂起并让其他进程运行，这样可以提高 CPU 利用率和响应速度。

综上所述，轮询和中断在计算机科学中应用广泛，虽然它们都是处理输入输出设备的方法，但是它们在实现和应用上有很大的区别。在选择哪种方法时，需要结合具体的应用场景和要求来做出选择。