Rust vs Go vs C: 데이터베이스 및 IoT 애플리케이션 성능 벤치마크

Rust: 데이터베이스와 IoT 애플리케이션을 통한 성능 및 보안 분석

보안과 속도의 조화로 호평을 받은 Rust[1]는 전문가 수준의 언어로서 점점 더 가능성을 보여줍니다[3, 8]. 그러나 2021년 설문조사[3]에서는 작업장 사용량이 눈에 띄게 증가했음에도 불구하고(42%에서 59%) 업계 채택을 주요 관심사(38%)로 강조했습니다. 이 연구는 데이터베이스(Redis)와 IoT(ECHONET Lite)라는 두 가지 주요 애플리케이션 도메인에서 C 및 Go에 대한 Rust의 실제 구현을 비교하여 이러한 문제를 직접적으로 해결합니다.

방법론: 우리는 Rust의 효율성과 성능을 평가하기 위해 C와 Go의 미러링 사양이라는 두 가지 애플리케이션을 구축했습니다. 데이터베이스 애플리케이션은 비공식 Rust [21] 및 Go [23] 구현과 비교하여 Redis [19]를 활용했습니다. IoT 애플리케이션에는 ECHONET Lite 프로토콜 [9]을 구현하고 C [11], Go [13], Rust [12] 및 Python [14] 구현을 비교하는 작업이 포함되었습니다.

평가 1: 데이터베이스 애플리케이션(Redis)

이 평가에서는 redis-benchmark을 사용하여 공식 C Redis 구현[19], Rust 하위 집합(mini-redis)[21] 및 Go 샘플 구현(go-redis-server)에서 SET/GET 명령을 테스트했습니다. 23]. 벤치마크는 50개 스레드, 실행당 10,000회 반복으로 실행되었습니다. mini-redis의 제한된 기능으로 인해 평가에서는 99번째 백분위수(p99)를 핵심 지표로 사용하여 성능에만 중점을 두었습니다.

실적 순위: C > 이동 > 러스트

결과(아래 그래픽 참조)는 Go 및 Rust보다 약 3배 빠른 C의 탁월한 성능을 명확하게 나타냅니다. Go와 Rust 구현은 모두 하위 집합이었지만 차이점은 잠재적인 최적화 영역을 강조합니다.

Rust 성능 분석: Rust의 SET 및 GET 명령은 C보다 각각 28% 및 41% 느렸고 Go보다 상당히 느렸습니다(각각 78% 및 88% 느림). 이는 mini-redis가 활용하는 Tokio 라이브러리[20]의 불완전한 최적화 때문일 수 있습니다. 또한 HashMap [17]과 같은 표준 라이브러리 구성 요소에 대한 의존도가 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

Go 성능 분석: Go의 go-redis는 C와의 경쟁력을 유지하면서 Rust의 성능을 훨씬 능가하는 놀라운 성능을 발휘했습니다. 표준 라이브러리에만 의존하는 go-redis-server 구현의 단순성은 추가 최적화 가능성을 시사합니다.

평가 2: IoT 적용(ECHONET Lite)

이 평가에서는 C, Go, Rust 및 Python 전반에 걸쳐 ECHONET Lite [9] 클라이언트-서버 구현의 구현 효율성과 성능을 비교했습니다. 구현은 언어에 따라 일부 기능적 차이를 제외하고 공통 디자인을 공유했습니다(아래 그림 참조).

구현 효율성(LOC): Python > 러스트 ≒ 가기 > ㄷ

Tokei[16]를 사용한 LOC(Lines of Code) 분석은 Python의 효율성을 보여 주었고 Rust와 Go가 그 뒤를 이었고 C가 가장 많은 코드를 필요로 했습니다. (참고: 자동 생성 코드는 제외되었습니다.)

Rust 구현 분석: Go와 비교되는 Rust의 LOC 수는 언어 고유의 복잡성과 개발자가 컴파일러 및 엄격한 의미 체계와 관련하여 직면하는 과제를 반영합니다[5]. 특성 및 수명 처리의 제한으로 인해 디자인이 타협되었습니다.

C 구현 분석: C의 높은 LOC 수는 이식성을 위한 독립형 라이브러리 및 래퍼가 포함되어 있기 때문입니다.

Go 구현 분석: Go의 효율성은 C 디자인을 직접 번역할 수 있는 간단한 구현과 풍부한 표준 라이브러리에 기인합니다.

Python 구현 분석: Python의 낮은 LOC는 언어의 유연성과 간결성을 반영합니다.

실적랭킹: Go > C > 러스트 > 파이썬

성능은 time 명령을 사용하여 ECHONET Lite 컨트롤러-객체 상호 작용을 10,000회 반복 실행하여 측정되었습니다. Go는 C, Rust, Python을 크게 능가하는 뛰어난 성능을 보여주었습니다.

Rust 성능 분석: Rust의 성능은 HashMap 및 Mutex와 같은 표준 라이브러리 구성 요소의 제한과 UDPSocket의 제약으로 인해 Go 및 C보다 뒤처졌습니다.

C 성능 분석: C는 사용자 시간 측면에서 탁월했지만 시스템 시간은 Go 및 Rust보다 눈에 띄게 높아 최적화가 필요한 잠재적 영역을 제시했습니다.

Go 성능 분석: Go의 탁월한 성능은 비동기 UDP 통신 처리 효율성을 강조합니다.

Python 성능 분석: Python의 성능은 다른 언어에 비해 현저히 낮았습니다.

결론

'더 나은 C' 관점에서 Go는 잠재적으로 Objective-C를 능가하는 강력한 후계자로 떠오릅니다. Rust는 안전성과 속도를 제공하면서도 생산성, 상호 운용성 및 프로그래밍 유연성에 대한 과제를 제시합니다. 컴파일러 집약적인 특성과 기존 자산 활용의 한계로 인해 채택이 방해를 받습니다. Go의 구현 효율성과 안정적인 성능은 Go를 범용 애플리케이션을 위한 강력한 선택으로 만듭니다. Rust, C, Go에서 확인된 성능 병목 현상에 대한 추가 조사가 필요합니다.

[1] - [27]: 원문에 제공된 참고문헌.

위 내용은 Rust vs Go vs C: 데이터베이스 및 IoT 애플리케이션 성능 벤치마크의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!