epoll oder io_uring? Asynchrones I/O im Vergleich

Zusammenfassung

Der TinyGate-Autor vergleicht epoll und io_uring anhand eines Reverse-Proxys mit vielen gleichzeitigen Verbindungen.

epoll meldet Bereitschaft; Anwendungen führen Lese- und Schreiboperationen anschließend selbst aus.
io_uring meldet abgeschlossene Operationen über gemeinsam genutzte Ringpuffer.
Batching verteilt die Kosten eines Systemaufrufs auf mehrere I/O-Operationen.
SQPOLL reduziert Systemaufrufe, bindet dafür dauerhaft Rechenzeit eines Kernelthreads.
Der Wechsel zu io_uring kann eine vollständige Architekturänderung erzwingen.
Ein realistischer Proxy-Benchmark offenbart Grenzen besser als isolierte Mikrobenchmarks.

Weniger Kontextwechsel lohnen sich erst bei ausreichend hoher Nebenläufigkeit.
Leistungsgewinn verschiebt Komplexität häufig von Systemaufrufen in Zustands- und Fehlerverwaltung.
Die beste I/O-Schnittstelle hängt stärker vom Lastprofil als vom Alter ab.

epoll erschien 2002 im Linux-Kernel.
io_uring kam 2019 mit Linux 5.1.
Ein io_uring_enter()-Aufruf kann mehrere Einreichungen und Abschlüsse bündeln.
Submission- und Completion-Queues liegen in zwischen Anwendung und Kernel geteiltem Speicher.

Miss beide Modelle mit deinem echten Verbindungs- und Payloadprofil.
Aktiviere SQPOLL nur nach Messung des zusätzlichen CPU-Verbrauchs.
Plane Migrationen als Architekturprojekt statt als Austausch einzelner Systemaufrufe.