io的异步处理io_uring，实现io_uring_tcp_server

一、什么是异步？有哪些场景是异步？如何做到异步？

异步是对于两个事物的关系

io的检测 与 读写数据

读写数据 与 数据解析

比如：

客户端只管发送请求，这样可以并发多条请求，哪条请求有了响应再返回结果，这样客户端界面就不至于等一个请求有了响应再发起另一个请求（串行），界面不卡顿，提高用户体验

服务端对IO的处理往往比较耗时，可以把数据读写 与 数据处理做成异步，比如主线程只负责数据的读写，置于数据如何解析、响应可以抛到线程池处理，等有了结果再返回。这就大大减少了读完数据，还要等待数据解析、处理的时间。

read() write() recv() send()这些函数都是同步

比如read()   读取请求  ---  返回数据 

那如何把a_read做成异步？

调用a_read，只发起读取请求，可以把请求放到一个任务队列（sqe）

work负责从任务队列取数据，执行，把结果放到结果队列（cqe） （线程池）

while(1)不断从cqe取结果（子线程）

注：

1.把task加到sqe会涉及频繁copy，可以通过mmap，把用户空间与内核空间做映射，避免copy

2.如何做到线程安全？

加锁是一种方案，但是效率不高

可以用无锁队列（环形队列），如：不断对100取模

内存是连续的，逻辑上是环形的

二、什么是io_uring？和epoll有什么区别？

io_uring 也是linux内核提供的，不过实现的是IO的异步处理

主要包含三个系统调用：

io_uring_setup    ----  创建环形队列（含mmap），sqe、cqe是一块内存、节点共享

io_uring_register --- 往sqe添加节点

io_uring_entry --- 把sqe所有节点交由内核

内核处理请求，返回结果到cqe

这三个系统调用被封装到了liburing的库中

区别在于：

epoll 需要管理的event只要放到总集，就不用再重复添加

io_uring 把请求放到sqe，内核对请求的操作是消耗性的，处理完，请求就不在sqe了；若想重复监控，就需要重复set

io_uring 中 EVENT_READ --- 数据已经读完了

epoll 中 EPOLLIN --- 数据可读

三、如何是实现一个io_uring_tcp_server？

1.初始化socket（create、bind、listen）

2.把accept、recv、send做成异步：

io_uring_setup  --- io_uring_queue_init_params --- 创建sqe、cqe环形队列（含mmap）

io_uring_register --- io_uring_prep_accept等 --- 请求放到sqe

io_uring_entry --- io_uring_submit --- 把sqe中所有请求交由内核

内核接受到请求，立即处理，结果放到cqe

io_uring_peek_batch_cqe ---- 从cqe取结果

3.set_event_accept等对io_uring_prep_accept二次封装，添加event  fd、sttatus控制。

后续根据不同的status，进行不同的处理，如，往sqe添加节点（set_event_rev等）

注：逻辑上而言：EVENT_READ --- 数据已经读完了。

因为EVENT_READ 定位在 set_event_recv 中，它实现了数据接收，并设置event状态。

具体代码实现如下：

set_event_accept、set_event_recv、set_event_send的封装

初始化socket（create、bind、listen）

setup环形队列（sqe、cqe）、register添加节点、entry交由内核处理

根据event状态，不同处理