11 月 1 日，第二十屆中國 Linux 內(nèi)核開發(fā)者大會(huì)（CLK）在深圳舉辦。CLK 作為國內(nèi) Linux 內(nèi)核領(lǐng)域極具影響力的峰會(huì)，由清華大學(xué)、Intel、華為、阿里云、富士通南大、迪捷軟件、騰訊云、OPPO、字節(jié)跳動(dòng)、vivo、螞蟻集團(tuán)、龍芯中科等企業(yè)發(fā)起，以“自由，協(xié)作，創(chuàng)新”為理念，以開源技術(shù)的推廣和普及為使命，旨在促進(jìn)Linux內(nèi)核開發(fā)愛好者相互交流、共同進(jìn)步。

本屆大會(huì)上，deepin(深度)社區(qū)內(nèi)核技術(shù)研發(fā)工程師徐浪帶來 “基于 eBPF 的多線程系統(tǒng)信息采集優(yōu)化” 主題演講，分享的創(chuàng)新方案引發(fā)現(xiàn)場熱議。

在現(xiàn)代Linux操作系統(tǒng)當(dāng)中，內(nèi)核提供的眾多虛擬文件系統(tǒng)的接口節(jié)點(diǎn)，供用戶態(tài)應(yīng)用程序采集系統(tǒng)內(nèi)核信息，這些節(jié)點(diǎn)能提供豐富的系統(tǒng)信息，常見的有procfs、sysfs、debugfs等虛擬文件系統(tǒng)。然而，正因?yàn)檫@些節(jié)點(diǎn)是基于文件系統(tǒng)的，訪問這些節(jié)點(diǎn)需要經(jīng)過完整的文件系統(tǒng)調(diào)用路徑（open/read/close），對于procfs，在一些應(yīng)用密集型的終端場景中，采集系統(tǒng)進(jìn)程信息將會(huì)產(chǎn)生海量系統(tǒng)調(diào)用，過程將變得尤為低效。

針對這一痛點(diǎn)，徐浪提出的 eBPF 優(yōu)化方案，核心圍繞四步破解效率難題：

一是構(gòu)建 eBPF 采集程序加載至內(nèi)核。依托 eBPF 可在內(nèi)核態(tài)運(yùn)行自定義程序的特性，將進(jìn)程 PID、內(nèi)存占用等采集邏輯封裝其中，直接在內(nèi)核層完成數(shù)據(jù)抓取，避免用戶態(tài)與內(nèi)核態(tài)頻繁切換，降低基礎(chǔ)開銷。

二是搭建 eBPF 共享內(nèi)存存數(shù)據(jù)。采集到的信息直接存入專屬共享內(nèi)存，實(shí)現(xiàn) “一次寫入、多次讀取”，跳過文件 I/O 的繁瑣流程，縮短數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)路徑。

三是共享內(nèi)存映射至多用戶態(tài)程序。多個(gè)監(jiān)控、調(diào)試工具可直接將共享內(nèi)存映射到自身地址空間，無需額外系統(tǒng)調(diào)用，實(shí)現(xiàn) “一次采集、多端共享”。

四是優(yōu)化eBPF鏈接重定向邏輯，提升eBPF加載速度及實(shí)例的復(fù)用率，降低內(nèi)存占用。

實(shí)測數(shù)據(jù)更印證方案價(jià)值：在 2W+ 進(jìn)程的模擬場景中，傳統(tǒng)方案遍歷所有進(jìn)程需百萬級系統(tǒng)調(diào)用，而該方案僅需千級；采集時(shí)間降低超 2 個(gè)數(shù)量級，高并發(fā)下系統(tǒng)仍能流暢響應(yīng)

作為國內(nèi)知名 Linux 發(fā)行版社區(qū)，deepin 始終聚焦開源技術(shù)落地。此次分享的 eBPF 方案，既是團(tuán)隊(duì)解決實(shí)際痛點(diǎn)的創(chuàng)新成果，也為全球開源社區(qū)提供了可復(fù)用經(jīng)驗(yàn)，完美契合 CLK“自由，協(xié)作，創(chuàng)新” 的理念。未來，隨著 eBPF 等技術(shù)成熟，Linux 系統(tǒng)將在更多場景釋放潛力，為開源生態(tài)發(fā)展注入新動(dòng)力。