好的，我们开始吧。 C++实现高性能异步I/O：利用io_uring/IOCP实现内核级事件通知 大家好，今天我们来探讨如何在C++中实现高性能的异步I/O，主要关注io_uring (Linux) 和 IOCP (Windows) 这两种技术。我们的目标是理解它们的工作原理，并学习如何在实际项目中应用它们。 1. 异步I/O的必要性：为什么需要异步？ 传统的同步I/O操作（例如read、write）会阻塞调用线程，直到I/O操作完成。在高并发场景下，大量的线程可能被阻塞在I/O操作上，导致系统资源利用率低下。 异步I/O允许应用程序发起I/O操作后立即返回，无需等待操作完成。操作系统会在后台处理I/O请求，并在操作完成后通知应用程序。这使得应用程序能够并发处理多个I/O请求，显著提高性能和吞吐量。 2. io_uring：Linux下的异步I/O利器 io_uring 是Linux内核提供的一种新型异步I/O接口，它通过共享队列的方式，减少了用户态和内核态之间的上下文切换，从而提高了I/O性能。 2.1 io_uring 的工作原理 io_uring 引入了两个核心的环形缓冲区： 提 …
Python对I/O_URING的封装：实现Linux下的高性能异步I/O
Python I/O_URING 封装：实现 Linux 下的高性能异步 I/O 大家好！今天我们来聊聊一个比较高级但非常实用的主题：如何在 Python 中利用 io_uring 实现 Linux 下的高性能异步 I/O。io_uring 是 Linux kernel 5.1 引入的一个相对较新的异步 I/O 接口，它在性能上比传统的 epoll 等机制有了显著的提升。虽然 io_uring 本身是 C 接口，但我们可以通过 Python 封装来方便地使用它，从而构建高性能的异步应用。 为什么需要 io_uring？ 在深入 Python 封装之前，我们先简单回顾一下为什么我们需要 io_uring。传统的异步 I/O 模型（例如 epoll）存在一些问题： 系统调用开销大：每次 I/O 操作都需要发起系统调用。 数据拷贝次数多：数据在内核空间和用户空间之间来回拷贝。 上下文切换频繁：异步操作需要进行上下文切换。 io_uring 通过以下方式来解决这些问题： 共享队列：用户空间和内核空间共享一个或多个 ring buffer，避免了大量的系统调用。 零拷贝 (zero-copy)： …
PHP I/O_URING的Zero-Copy：在用户态与内核态之间实现数据零拷贝传输的实践
PHP I/O_URING的Zero-Copy：在用户态与内核态之间实现数据零拷贝传输的实践 大家好，我是今天的讲师，很高兴和大家探讨PHP中利用I/O_URING实现Zero-Copy传输的话题。在高性能应用开发中，数据传输效率至关重要。传统的IO操作涉及用户态和内核态之间频繁的数据拷贝，带来了显著的性能开销。I/O_URING作为Linux内核提供的一种新型异步I/O接口，为我们实现Zero-Copy传输提供了可能。 1. 传统I/O的瓶颈与Zero-Copy的必要性 在深入I/O_URING之前，我们先来回顾一下传统I/O的运作方式以及它存在的瓶颈。 1.1 传统I/O的数据拷贝流程 以读取文件为例，传统I/O（例如使用fread或read系统调用）通常包含以下步骤： 用户进程发起读取文件的请求。 内核接收到请求，将数据从磁盘读取到内核缓冲区。 内核将数据从内核缓冲区拷贝到用户进程的缓冲区。 用户进程处理缓冲区中的数据。 这个过程至少涉及两次数据拷贝： 磁盘 -> 内核缓冲区 内核缓冲区 -> 用户缓冲区 写入文件的过程类似，也需要将数据从用户缓冲区拷贝到内核缓冲区， …
PHP I/O_URING扩展：利用Linux异步I/O接口绕过系统调用阻塞的底层实践
PHP I/O_URING扩展：利用Linux异步I/O接口绕过系统调用阻塞的底层实践 大家好，今天我们要探讨的是一个相当硬核的话题：如何利用Linux的io_uring接口，在PHP中实现真正的异步I/O，并绕过传统阻塞型系统调用带来的性能瓶颈。 这不仅仅是一个简单的扩展开发教程，更是一次深入理解操作系统底层机制和PHP扩展原理的机会。 I/O的演进与困境 在深入io_uring之前，我们先回顾一下I/O的发展历程和PHP在I/O处理上的困境。 同步阻塞I/O (Blocking I/O): 这是最传统的I/O模型。应用程序发起I/O请求后，必须等待I/O操作完成才能继续执行。CPU资源被白白浪费在等待上。 同步非阻塞I/O (Non-Blocking I/O): 应用程序发起I/O请求后，立即返回。如果数据未准备好，返回一个错误。应用程序需要不断轮询，检查I/O是否完成。虽然避免了阻塞，但轮询消耗大量CPU资源，效率低下。 I/O多路复用 (I/O Multiplexing): select, poll, epoll等机制允许一个线程同时监听多个文件描述符。当其中一个描述符就绪时， …