Go 中的另一个服务器:理解 epoll、kqueue 和 netpoll

主要观点:Go 的标准 net 包通过利用 epoll(Linux)和 kqueue(BSD/macOS)实现非阻塞 I/O 来处理高负载下的数千个连接,解释了 netpoll 系统如何高效地调度协程并与其他并发模型比较,同时指出在高负载服务器环境中存在的问题及解决方案。
关键信息

  • 高负载环境的特点包括大量同时连接、高流量和高请求率,带来的关键挑战有同时打开连接数量、资源约束、阻塞 I/O 操作等。
  • Go 的标准 net 包编写网络应用简单,但在高负载下可能出现协程过多、系统限制、Accept 阻塞、超时配置等问题。
  • epoll 在 Linux 中用于处理大量文件描述符,kqueue 在 BSD/macOS 中类似,两者都能减少开销。
  • Go 的 netpoll 内部有抽象的“netpoller”,注册监听套接字事件,自动调度协程,可高效处理大量连接。
  • 测试中在 Golang 1.24 和 2 CPU i5 下,pprof 显示 syscall 占比 56%,epoll 占比 83%,高 syscall 比例反映高效的 I/O 多路复用。
  • 少量连接时标准 net 包优化较好,netpoll 可避免为每个连接创建协程,减少内存使用和调度开销,阻塞操作应移至工作池。
    重要细节
  • 标准 net 包的服务器代码示例,通过 net.Listen 监听端口,Accept 接收连接并创建协程处理。
  • 更“高级”的示例展示如何配置参数和并行处理多个连接,onRequest 函数处理连接数据读写和错误。
  • 说明 ln.Accept() 时 Go 运行时注册套接字,新连接到达唤醒阻塞的协程,conn.Read() 时协程被暂停和恢复。
  • 提到要获得最大性能需深入研究操作系统级 TCP 设置和调整 Go 运行时参数。
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