海量互联网业务系统只能依赖分布式架构来解决,而分布式开发的基石则是RPC;本文主要针对两个开源的RPC框架(gRPC、 Apache Thrift),以及配合GoLang、C++两个开发语言进行性能对比分析。C++、Thrift都是比较成熟的技术,先简单介绍一下GoLang以及gRPC;
 
GoLang
Go语言是由Google开发的一个开源项目,目的之一为了提高开发人员的编程效率。 Go语言语法灵活、简洁、清晰、高效。它对的并发特性可以方便地用于多核处理器 和网络开发,同时灵活新颖的类型系统可以方便地编写模块化的系统。Go集成了C、Python(PHP)、ErLang等语言的优点,主要特点有:
  • 面向过程的改良, 不追求极致面向对象;
  • 强类型、静态编译,几乎没有部署依赖(Java需要JVM,PHP/Python需要解析执行器,与静态编译的C/C++相当);性能优秀,与C/C++、Java同量级;
  • 为分布式而生,优雅高效的并发能力,基于消息的并发和同步;
  • 自动垃圾回收,不用再担心内存泄露;
  • 内置各种高级语言类型,各种互联网协议和类库;
 

gRPC

一个高性能、通用的开源RPC框架,其由Google主要面向移动应用开发并基于HTTP/2协议标准而设计,基于ProtoBuf(Protocol Buffers)序列化协议开发,且支持众多开发语言。
gRPC基于HTTP/2标准设计,带来诸如双向流控、头部压缩、单TCP连接上的多复用请求等特性。这些特性使得其在移动设备上表现更好,更省电和节省空间占用。
(tomzhou原创,转载请注明,个人博客:http://www.iamadmin.com/ )
 
本次测试对象主要有三个组合:
  • gRPC & GoLang
  • Thrift & GoLang
  • Thrift & C++
通过这三个组合,基本可以对比出gRPC/Thrift, go/c++两者在RPC下的性能;
此外,Thrift & C++还有多种服务器模式,我挑选了TSimpleServer、TNonblockingServer两种进行测试;
 

测试环境

CPU:Intel E5-2640 2.50GHz (8 cores)
内存:16GB
软件: CentOS 6.5,Go 1.4、Gcc 4.4.6,开启tcp reuse, tcp recycle;
 
测试逻辑
【远程加法运算】,参考IDL:
 
MathService.proto
 
syntax = "proto3";
service MathService {
rpc Add (AddRequest) returns (AddReply) {}
}
message AddRequest {
int32 A = 1;
int32 B = 2;
}
message AddReply {
int32 X = 1;
}
 
MathService.thrift
 
service MathService {
i32 Add(1:i32 A, 2:i32 B)
}
 

测试场景

  • client, server都是单进程,长连接,在单次连接内发起1w(5w)次rpc调用,计算耗时;
  • client, server都是单进程,短连接,共发起1w(5w)次连接,每次连接单次RPC调用,计算耗时;
  • 并发4个client进程,每个进程长连接10w rpc,服务端单进程多线程(协程),计算耗时;
 
由于不同语言,耗时统计存在偏差,比如boost.timer在程序里计算出来的耗时明显偏小,所以统一使用linux命令time来计算耗时;
 

测试数据和分析

 
一、 单进程下,长短连接,两个RPC框架和两大语言对比
 

 
 
小结:
 
  • 整体上看,长连接性能优于短连接,性能差距在两倍以上;
  • 对比Go语言的两个RPC框架,Thrift性能明显优于gRPC,性能差距也在两倍以上;
  • 对比Thrift框架下的的两种语言,长连接下Go 与C++的RPC性能基本在同一个量级,在短连接下,Go性能大概是C++的二倍;
  • 对比Thrift&C++下的TSimpleServer与TNonblockingServer,在单进程客户端长连接的场景下,TNonblockingServer因为存在线程管理开销,性能较TSimpleServer差一些;但在短连接时,主要开销在连接建立上,线程池管理开销可忽略;
  • 两套RPC框架,以及两大语言运行都非常稳定,5w次请求耗时约是1w次的5倍;
 

二、 多进程(线程,协程)下,两大RPC框架和两大语言对比


 
 

小结:

  • Go语言本身的并发设计非常优秀,相关RPC框架默认支持协程和非堵塞,通过设置GOMAXPROCS可以非常容易的控制程序占用的CPU核数,编码角度无需关心并发实现;
  • C++有堵塞和非堵塞的选择,同时需要自己实现线程池(Thrift自带),高并发场景下编码需要特别设计;
  • Thrift框架性能比gRPC框架快两倍以上;
  • 堵塞模式下的Thrift&C++组合,只能同时针对单个客户端提供服务,四个客户端依次顺序执行;高并发调用场景下,基本不太可能采用;
  • 高并发场景下,使用Thrift框架,Go/C++性能相当,服务端单核处理能力可达3.2w/s。

总结:

  • Go语言性能强劲,语法上灵活、简单、清晰,易于发布和部署,可大规模应用于业务、运维、测试系统;(自动GC类语言,GC势必会影响业务逻辑执行性能,具体影响待海量业务下进一步验证)
  • gRPC做为Google开源出来的RPC框架,性能上明显低于Thrift; 但设计上更为规范,基于HTTP/2可以较好的网络适应及扩展,协议自带的流控等功能未能进一步测试;

http://blog.csdn.net/jek123456/article/details/53395206

http://developer.51cto.com/art/201506/480273.htm

https://www.infoq.com/presentations/spring-grpc

https://www.youtube.com/watch?v=xpmFhTMqWhc

https://github.com/ExampleDriven/spring-boot-grpc-example

https://github.com/LogNet/grpc-spring-boot-starter

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