epoll 通知文件描述符的就绪状态，程序随后执行实际读写；io_uring 允许提交一个操作，再从完成队列读取它的结果。理解这个区别，才能判断事件循环需要怎样管理请求与内存。
这里使用普通 liburing 读取请求，先把请求的生命周期走完整，再讨论轮询、注册缓冲区和优化。本文不提供“比 epoll 快几倍”的结论。
SQE 描述请求，CQE 描述完成
Submission Queue 保存待提交操作，Completion Queue 保存完成结果。程序获得一个 SQE 后填写操作、文件描述符、缓冲区和偏移；提交后，用 CQE 的 user_data 关联原请求，用 res 判断结果。io_uring 概览描述了两组队列。
共享队列通常通过 mmap 映射，但共享控制结构不等于用户数据零拷贝，也不意味着不再需要系统调用。默认路径仍可能需要进入内核提交或等待，liburing 负责具体接口细节。
生命周期比队列名称更重要
| 阶段 | 程序需要保证 |
|---|---|
| 填写 SQE | 还有队列槽位，参数合法，关联标识明确 |
| 提交后等待 | 请求缓冲区保持有效，不能修改或复用 |
| 读取 CQE | 区分等待接口错误与实际操作错误 |
| 处理结果 | 处理 EOF、短读或短写；保存后续还需使用的字段 |
| 标记已消费 | 不再访问该 CQE；业务缓冲区按请求生命周期回收 |
io_uring_submit 的返回值表示提交数量，不是读取的字节数。submit 文档与 wait_cqe 文档解释了各自的返回值。
普通读取完成时，cqe->res < 0 表示负的错误码，0 表示 EOF，正数是本次读取字节数。prep_read 文档说明了读取参数和完成结果。不要在操作失败时直接查看 errno 来替代 -cqe->res。
一个读取一次的完整程序
下面从文件偏移 0 读取最多 4,096 字节，并写到标准输出。只提交一个请求，不使用 SQPOLL、固定缓冲区、链接请求或 multishot，因此完成处理边界清晰。它不是完整文件复制工具，也不是 echo 服务器。
#define _GNU_SOURCE
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <liburing.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char **argv) {
if (argc != 2) {
fprintf(stderr, "usage: %s FILE\n", argv[0]);
return 2;
}
int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (fd < 0) { perror("open"); return 1; }
struct io_uring ring;
int rc = io_uring_queue_init(2, &ring, 0);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr, "queue_init: %s\n", strerror(-rc));
close(fd);
return 1;
}
char buffer[4096];
struct io_uring_sqe *sqe = io_uring_get_sqe(&ring);
if (!sqe) { fprintf(stderr, "SQ full\n"); rc = -ENOSPC; goto done; }
io_uring_prep_read(sqe, fd, buffer, sizeof buffer, 0);
io_uring_sqe_set_data64(sqe, 1);
rc = io_uring_submit(&ring);
if (rc != 1) {
fprintf(stderr, "submit: %s\n", rc < 0 ? strerror(-rc) : "no request submitted");
rc = -EIO;
goto done;
}
struct io_uring_cqe *cqe;
do { rc = io_uring_wait_cqe(&ring, &cqe); } while (rc == -EINTR);
if (rc < 0) { fprintf(stderr, "wait: %s\n", strerror(-rc)); goto done; }
int result = cqe->res;
unsigned long long id = (unsigned long long) cqe->user_data;
io_uring_cqe_seen(&ring, cqe);
if (id != 1) { fprintf(stderr, "unexpected request id\n"); rc = -EIO; goto done; }
if (result < 0) { fprintf(stderr, "read: %s\n", strerror(-result)); rc = result; goto done; }
if (fwrite(buffer, 1, (size_t) result, stdout) != (size_t) result) {
perror("fwrite"); rc = -EIO;
} else rc = 0;
done:
io_uring_queue_exit(&ring);
close(fd);
return rc < 0 ? 1 : 0;
}在安装 liburing 开发库的 Linux 环境执行：
cc -std=c11 -Wall -Wextra -Werror "read_once.c" -luring -o "read_once"
printf 'hello io_uring\n' > "input.txt"
./read_once "input.txt"下载完整程序。正常成功路径先保存完成结果，再调用 io_uring_cqe_seen，最后关闭 ring 和文件。CQE 槽位标记消费后可能复用，因此不能继续从旧指针读取。cqe_seen 文档解释了这个接口。
这份单请求程序的栈缓冲区一直保留到清理结束。扩展成并发服务器时，需要用请求对象管理内存，在请求真正完成前保持它有效；取消请求也必须等待并处理相关完成事件，不能收到取消请求的结果就任意释放原请求缓冲区。
固定缓冲区不自动消除数据拷贝
注册缓冲区使内核预先获得可用内存范围，可减少特定路径的反复注册、映射等成本。它不是对所有文件和网络读写的零拷贝承诺。缓冲区注册文档说明了注册范围与使用方式。
特定发送操作支持零拷贝相关机制时，还要遵守它的额外完成与内存复用约束，不能直接套用普通单次读取的“一条 CQE 即可回收所有资源”。
SQPOLL 与 IOPOLL 解决不同问题
SQPOLL 让内核线程轮询提交队列，减少部分提交路径的进入内核成本；线程休眠后可能仍需要唤醒。IOPOLL 用轮询方式检查适用设备的 I/O 完成，受设备、驱动与请求方式限制。二者都不是“免费加速”，也不能视为三个互斥工作模式。setup 文档列出配置条件。
先测默认模式，再讨论轮询。请求深度太大可能增加延迟和内存，轮询还会占 CPU。比较 epoll 与 io_uring 时要保持负载、缓冲区、并发、错误处理和机器条件相同，记录吞吐、尾延迟及 CPU，不能用系统调用的估算时间直接推导性能收益。
运行失败与验证范围
本次整理在 Linux/arm64 的 Alpine 容器中使用上述编译选项通过编译；运行时初始化返回 Operation not permitted。因此当前验证没有覆盖成功读取、EOF 或短读路径。应在允许该接口的 Linux 环境继续复现以下用例，不能把这次编译结果作为读取成功的证据。
内核版本和功能支持、容器策略或系统配置可能使初始化返回错误。先保留实际错误码，再检查运行环境，不能把初始化失败当作程序已经验证成功。这个示例不依赖某个未经探测的新 opcode；更复杂的程序应检查实际支持的功能。
复现时至少覆盖普通小文件、空文件、不存在路径以及超过缓冲区的文件；最后一种预期只输出前 4,096 字节。本文没有提供网络服务器实测或性能排名。理解就绪通知可对照 epoll EP1。
