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C++网络通信库性能大比拼

来源:程序员人生   发布时间:2016-03-24 08:58:27 阅读次数:9134次

C/C++网络通讯库有很多,本次benchmark的目的是为了公平的评估它们的网络I/O性能,固然是作为REST server, 因此每一个server都写了1些代码,好在不是特别复杂。这个测试经过了好几轮,本文给出了终究的结论。

先上结论,大家都忙:)

候选者:cppcms, boost asio, libevent, muduo和 nginx,nginx不是库,这里做测试使用它作为基准,毕竟很多人心里,它是不可挑战的。

结论:QPS的比拼结果,cppcms最弱,boost asio好很多,libevent好更多,nginx比libevent还要好点,muduo最好。

但是,不要小瞧这里最弱的cppcms,它仍可以轻易击败php, ruby, java, go, python, nodejs等语言编写的rest server。

下面介绍测试的方法

测试工具:wrk

之前选用过apache的ab test工具,不要被名字骗了,和常说的ab test方法没甚么关系。这是1个压力测试工具,但是明显不能将压力升到最高,还是wrk效果最好。由于压测的目标是,击穿服务器,然后减少点压力,找到能够让服务器网络程序正常工作的最大压力。

找测试工具的唯1标准就是能不能用足压测客户机器的资源,释放最大的压力。其他非C/C++的压测工具也就直接谢绝了,这不是甚么开发效力至上的场合。

wrk -t4 -c200 -d60s "http://167serverip:serverport/collect?v=1"
wrk tool; 4 threads; 200 concurrency connection; duration 60s.

测试服务器

Table 1: benchmark env

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




8核服务器,CentOS系统是乐视大运维同事优化过内核的,性能应当超过下载下来的默许系统。测试服务器分成两种,client负责发出http调用,server负责接受http要求,我们丈量的就是server成功处理的最大QPS.


网络程序架构

都使用epoll,不过还是有差别,主要在多线程模型上。

Table 2: server architecture

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





测试结果

format: min/max/average

Table 3: benchmark result

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优化选项, 发现对boost asio和muduo有较大提升。

Table 5: more details httpserver all versions benchmark

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


其他测试结论

我们使用的是clang++编译器和g++编译器,优化选项是O3, 发现两个编译器编译出来的程序性能相当。

我们做了C++11和之前的C++03版本的对照,发现C++11略好过C++03。

还有很多轮测试,限于篇幅,不在这里描写。


为何cppcms和boost asio性能不高?

由于mutex,对epoll使用最高效的方式在多线程里面每一个线程都调用epoll_wait,而这两个库都增加了mutex去锁,致使性能低下。

mudoo性能特别高的缘由是它的设计只斟酌linux平台,只把1个平台的通讯库做到极致,设计目的单纯,因此能够做到最好。

具体的缘由后面会专门发表文章剖析。今天先写这么多。


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