netpoll

Go 的 netpoll 是 Go 语言运行时（runtime）实现的核心 I/O 多路复用机制，它使得 Go 能够以简洁的同步编程模型（每个连接一个 Goroutine）实现高性能的网络服务。其本质是将操作系统底层的 I/O 多路复用系统调用（如 Linux 的 epoll）与 Go 的 Goroutine 调度器深度结合。

Netpoll与原生GoNet对比

1. Goroutine数目 Go Net：一个Goroutine下只有一个连接。

NetPoll：一个Goroutine下有多个连接。

2. goroutine 上下文切换调度 压力 Go Net： 高并发时 切换压力大。 因为 GoNet 一个链接对应一个goroutine，goroutine数目多时切换频繁。

NetPoll：高并发时 切换压力 小。 因为 NetPoll 多个链接共用一个goroutine，切换次数少。

3. 内存消耗： Go Net： 内存消耗‌与连接数正相关‌，高并发时可能因Goroutine数量爆炸导致内存压力‌

NetPoll：预先分配缓冲区，创建缓冲区池。

4. 触发方式 Go Net：使用 边缘触发 ET。一次读完数据，实现简单。

NetPoll：使用 水平触发 LT。不需要预分配足够大的内存做数据缓冲区。

5. 是否支持内核和用户层共用buff池，少拷贝一次数据。 Go Net：不支持。

NetPoll：支持。管理一个Buffer池直接交给用户，少拷贝一次。

6. 适用场景 Go Net：低并发简单场景

NetPoll：高并发低延迟场景

netpoll 设计思路

1. 基本架构 原生网络库 基于epoll lt模式 开发，基本架构如下图所示:

2. goroutine的使用 存在一个 poll对象池，每个poll对象带有一个epoll，和单独对应一个 goroutine。 goroutine数目和 poll对象数目一致，每个poll对象可以监听多个 文件描述符fd

3. IO读写逻辑

   • 每个poll对象开启一个goroutine来不断轮询当前epoll上的可读可写等事件
   • 每个epoll会关联多个fd，每个fd关联一个 Buffer。
   • 当从 fd 监听到有可读事件后，会把数据读到 Buffer里。
   • 不断轮询处理 Buffer 的数据，当发现数据读完整之后，通知后面的处理逻辑的协程池 GoPoll去执行
   • 与内核的系统调用交互完全由netpoll控制，用户层对 Conn 的读写都只是在操作共用的Buffer而已。

4. 优劣势 优势： 支持高并发能力更强。

   • (1) 轮询处理Buffer的数据，不存在数据得不到处理的情况。
   • (2) 一个goroutine对应多个连接，即使连接非常多，资源调度切换上的开销也不大。
   • (3) 支持用户和内核共享buff，减少一次数据拷贝操作，提升效率。

劣势：需要占用更多的内存。