io_uring 背景
AIO现状
系统调用比较多，比较难用
不够异步，没有解决所有的阻塞点，例如内核中的 Block 层的 request 就可能导致阻塞
仅支持 Direct IO（应该是指 unbuffered IO，文件 IO）
IO 请求元数据开销较大，如果请求只有几百字节，浪费很大
IOPOLL 支持不好（即轮询的方式）
现在硬件起来了，软件成为瓶颈
io_uring 优势
简单强大的系统调用，提高三个系统调用，liburing 用户动态库编程友好（
io_uring_setup，io_uring_enter, io_uring_register）通用型强：提供内核同一的异步编程框架，既支持传统 IO （buffer IO + direct IO），也支持 epoll 型编程
特性丰富：支持非常多的高级特性，可想象的空间丰富
高性能：IO 请求 overhead 小
aio - io_uring - spdk 性能对比
io_uring 基本和 spdk 几百持平
io_uring 架构机器重要特性
io_uring 整体架构
两 ring 一线程（ring 即环形队列）
两组 ring buffer，一组用于存放
sqe，一组用于存放 cqe，其中 sqe 描述 io 请求，cqe 描述 io 完成（这两个 ring，是通过 mmap 实现用户态和内核态共享的）io_uring_enter(2) 即可以完成提交 io 请求，也可以 reap 完成的 io 请求io_uring 重要特性
IORING_SETUP_SQPOLL：创建一个内核线程进行 sqe 的处理（io提交），几乎完全清除用户态内核上下文切换，并真正将 IO 裸机 offload，实现业务逻辑与 IO 逻辑的分离
IORING_SETUP_IOPOLL：配合 blk-mq 多类型硬件队列映射机制，利用此特性，内核 IO 协议栈开始真正完全支持 iopoll
IORING_REGISTER_FILES&&IORING_REGISTER_BUFFERS：减少引用计数原子操作的开销，见 https://lwn.net/Articles/787473
IORING_FEAT_FAST_POLL：网络编程新利器，向 epoll 等传统基于事件驱动的网络编程模型发起挑战，向用户态提供真正的异步编程 API
io_uring 优化工作
汇合 io_uring 到 Anoglis OS 8 内核，并在使用过程中进行相对应的优化，相关优化都已贡献到上游社区。截止目前累计贡献约 60 个补丁。涵盖：
- 特性支持和重构：如扩展 sqpoll，实现 sqpoll percpu 功能
- 性能优化：利用自研 perf-test-for-io_uring 测试套件优化多个性能瓶颈
- Bug Fix：利用 Abaci Fuzz Platform 发现并解决大量竞争、死锁等 BUG
io_uring 应用实践
图数据库引擎
业务特点：
- Direct IO
- 4KB Size
- 容器环境
- 混部场景
优化策略：
- 开启 sqpoll 特性
- 开启 iopoll 特性
- 使用 register files 特性
- 更高精度的 sqthread 工作/睡眠机制
- 业务上下文参与提交 IO
- 提高 sqthread 的优先级
- 优化容器 CPU 资源统计
Netty
Netty 目前已支持 io_uring，利用 io_uring 的 IORING_FEAT_FAST_POLL 特性：
