C 網路通訊庫效能大比拼
C/C++網路通訊庫有不少，本次benchmark的目的是為了公平的評估它們的網路I/O效能，當然是作為REST server, 因此每個server都寫了一些程式碼，好在不是特別複雜。這個測試經過了好幾輪，本文給出了最終的結論。
先上結論，大家都忙：）
候選者：cppcms, boost asio, libevent, muduo和 nginx，nginx不是庫，這裡做測試使用它作為基準，畢竟很多人心裡，它是不可挑戰的。
結論：QPS的比拼結果，cppcms最弱，boost asio好很多，libevent好更多，nginx比libevent還要好點，muduo最好。
但是，不要小瞧這裡最弱的cppcms，它仍可以輕易擊敗php, ruby, java, go, python, nodejs等語言編寫的rest server。
下面介紹測試的方法
測試工具：wrk
之前選用過apache的ab test工具，不要被名字騙了，和常說的ab test方法沒什麼關係。這是一個壓力測試工具，但是明顯不能將壓力升到最高，還是wrk效果最好。因為壓測的目標是，擊穿伺服器，然後減少點壓力，找到能夠讓伺服器網路程式正常工作的最大壓力。
找測試工具的唯一標準就是能不能用足壓測客戶機器的資源，釋放最大的壓力。其他非C/C++的壓測工具也就直接謝絕了，這不是什麼開發效率至上的場合。
wrk -t4 -c200 -d60s "http://167serverip:serverport/collect?v=1"wrk tool; 4 threads; 200 concurrency connection; duration 60s.
測試伺服器
| Machine | CPU Model | MEM | NETCARD(Gbps) | OS |
|---|---|---|---|---|
| client | Intel(R) Xeon(R) CPU E5620 @2.40GHz 8 core | 16G | 1 | CentOS release 6.5 (Final) x86_64 |
| server | Intel(R) Xeon(R) CPU E5620 @2.40GHz 8 core | 16G | 1 | CentOS release 6.5 (Final) x86_64 |
網路程式架構
都使用epoll,不過還是有差別，主要在多執行緒模型上。
| Server | Process Num | Thread Num | IO Pattern |
|---|---|---|---|
| cppcms_based | 1 | default threads = core*5 | epoll one thread io_loop |
| asio_based | 1 | 8 | epoll io_loop-per-thread |
| muduo_based | 1 | 8 | epoll io_loop-per-thread |
| libevent_based | 1 | 8 | epoll io_loop-per-thread |
| nginx | 8 worker | 1 | epoll one thread io_loop |
測試結果
format: min/max/average
| Server | Cpu | Mem | Disk | Netcard(in/out) | Requests/sec |
|---|---|---|---|---|---|
| libevent_based | 684% / 768% / 756% | 7276 / 9.9M / 8231 | - | - | 104797 / 112025 / 111998 |
| asio_based | 302% / 357% / 309% | 5522 / 5976 / 5743 | - | - | 18971 / 19246 / 19163 |
| cppcms_based | 230% / 249% / 231% | 9210 / 9428 / 9378 | - | - | 15434 / 16391 / 15500 |
| muduo_based | 680% / 754% / 702% | 6644 / 7332 / 6720 | - | - | 286586 / 289423 / 287332 |
| nginx | 8*80% / 8*86 / 8*82 | 8*44M / 8*44M / 8*44M | - | - | 112658 / 114127 / 113406 |
如果使用O3優化選項， 發現對於boost asio和muduo有較大提升。
| Server | Compiler | Optimization option | Cpu | Mem | Disk | Netcard(in/out) | Requests/sec |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| cppcms_based | clang++ 3.6.2 | -O3 | 228% / 239% / 228% | 9356 / 9416 / 9416 | - | - | 14252 / 16124 / 15820 |
| asio_based | clang++ 3.6.2 | -O3 | 300% / 305% / 303% | 4368 / 4564 /4416 | - | - | 33069 / 34247 / 33360 |
| libevent_based | clang++ 3.6.2 | -O3 | 763% / 764% / 764% | 5560 / 10M / 5520 | - | - | 113373 / 114072 / 113713 |
| muduo_based | clang++ 3.6.2 | -O3 | 650% / 694% / 658% | 6272 / 6324 / 6312 | - | - | 303202 / 307204 / 305839 |
其他測試結論
我們使用的是clang++編譯器和g++編譯器，優化選項是O3, 發現兩個編譯器編譯出來的程式效能相當。
我們做了C++11和之前的C++03版本的對比，發現C++11略好於C++03。
還有很多輪測試，限於篇幅，不在這裡描述。
為什麼cppcms和boost asio效能不高？
因為mutex，對epoll使用最高效的方式在多執行緒裡面每個執行緒都呼叫epoll_wait，而這兩個庫都增加了mutex去鎖，導致效能低下。
mudoo效能特別高的原因是它的設計只考慮linux平臺，只把一個平臺的通訊庫做到極致，設計目的單純，因此能夠做到最好。
具體的原因後面會專門發表文章剖析。今天先寫這麼多。