#浅析开源项目之io_uring
Linux内核5.1支持了新的异步IO框架iouring，由Block IO大神也即Fio作者Jens Axboe开发，意在提供一套公用的网络和磁盘异步IO，不过io_uring目前在磁盘方面要比网络方面更加成熟。
目录 背景简介 io_uring 系统API liburing 高级特性 编程示例 性能对比 模式对比 线上应用 背景简介 熟悉Linux系统编程的同学都清楚，Linux并没有提供完善的异步IO(网络IO、磁盘IO)机制。
在网络编程中，我们通常使用epoll IO多路复用来处理网络IO，然而epoll也并不是异步网络IO，仅仅是内核提供了IO复用机制，epoll回调通知的是数据可以读取或者写入了，具体的读写操作仍然需要用户去做，而不是内核代替完成。
在存储IO栈中，做存储的同学大都使用过libaio，然而那是一个巨难用啊Linux AIO这个奇葩。首先只能在DIO下使用，用不了pagecache；其次用户的数据地址空间起始地址和大小必须页大小对齐；然后在submit_io时仍然可能因为文件系统、pagecache、sync发生阻塞，除此之外，我们在使用libaio的时候会设置io_depth的大小，还可能因为内核的/sys/block/sda/queue/nr_requests(128)设置的过小而发生阻塞；而且libaio提供的sync命令关键还不起作用，想要sync数据还得依赖fsync/fdatasync，真的是心塞塞，libaio想说爱你不容易啊。
所以Linux迫切需要一个完善的异步机制。同时在Linux平台上跑的大多数程序都是专用程序，并不需要内核的大多数功能，而且这几年也流行kernel bypass，intel也发起的用户态IO DPDK、SPDK。但是这些用户态IO API不统一，使用成本过高，所以内核便推出了io_uring来统一网络和磁盘的异步IO，提供一套统一完善的异步API，也支持异步、轮询、无锁、zero copy。真的是姗姗来迟啊，不过也算是在高性能IO方面也算是是扳回了一城。
io_uring io_uring的设计目标是提供一个统一、易用、可扩展、功能丰富、高效的网络和磁盘系统接口。其高性能依赖于以下几个方面：
用户态和内核态共享提交队列（submission queue）和完成队列（completion queue）。 用户态支持Polling模式，不依赖硬件的中断，通过调用IORING_ENTER_GETEVENTS不断轮询收割完成事件。 内核态支持Polling模式，IO 提交和收割可以 offload 给 Kernel，且提交和完成不需要经过系统调用（system call）。 在DirectIO下可以提前注册用户态内存地址，减小地址映射的开销。
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