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Swoole 동기화 모드와 코루틴 모드 비교(자세히)

不言
풀어 주다： 2023-04-04 07:28:02
원래의
1756명이 탐색했습니다.

이 글의 내용은 Swoole 동기화 모드와 코루틴 모드의 비교(자세한 내용)입니다. 필요한 친구들이 참고할 수 있기를 바랍니다.

현대 고급 PHP 개발에서 Swoole은 상주 메모리 및 코루틴과 같은 PHP에 더 많은 가능성을 제공합니다. 기존 Apache/FPM 모드와 상주 메모리 모드(동기화) 간의 큰 차이점에 대해 테스트한 후, 누구나 직관적으로 엄청난 성능 향상을 느낄 수 있겠지만, 코루틴의 등장으로 얼마나 많은 성능 향상이 이루어졌을까요? 성능의 어떤 측면이 개선되었나요? 단계별로 테스트해 보겠습니다.

기존 Apache/FPM 모드와 상주 메모리 모드(동기화)에 대한 테스트 기사:
MixPHP 동시성 성능 종합 비교 테스트

코루틴의 장점

코루틴 모드와 상주 메모리 모드(동기화)/ 기존과 비교 모드:

상주 모드/기존 모드는 모두 동기 차단 프로그래밍입니다. 동일한 프로세스는 요청을 병렬로 처리할 수 없으므로 동시성을 향상하기 위해 매번 더 많은 프로세스를 열 수 있습니다. 일반적으로 100 이상입니다. 프로세스에는 기본 메모리 소비량이 많아 더 나아가 전체 Linux 프로세스 수의 제한으로 인해 총 동시성 수를 초과할 수 없으며 CPU에는 더 많은 스레드 전환이 필요합니다. 물론 매번 처음부터 다시 시작해야 하는 기존 FPM 모드와 비교하면 상주 모드가 훨씬 낫지만 코루틴은 분명히 더 좋습니다.

코루틴 모드 실행 방법:

코루틴 모드에서는 프로세스가 N개의 요청을 동시에 실행할 수 있지만 그 중 하나만 동시에 실행됩니다. 즉, MySQL/Redis를 실행할 때입니다. 클라이언트 이때 클라이언트의 응답을 기다려야 하기 때문에 상주 모드/기존 모드는 일반적으로 응답을 기다리고 있으며 코루틴은 이때 현재 코루틴을 일시 중지하고 다른 코루틴으로 전환하여 다른 요청을 처리합니다. , 따라서 코루틴은 N개의 요청을 동시에 처리할 수 있습니다. 각 추가 요청은 프로세스를 늘리는 데 따른 메모리 소비만 늘리면 됩니다. 코루틴은 병렬로 처리할 수 있기 때문에 훨씬 적습니다. 일반적으로 CPU 수는 1로 구성하면 됩니다. 프로세스 수가 2배 정도이면 충분합니다. 프로세스 수가 적으면 CPU 스레드 전환이 줄어들고 성능 손실이 많이 줄어듭니다.

테스트 시작

MixPHP는 Swoole의 3가지 모드 FPM, 상주 메모리 모드, 코루틴 모드를 기반으로 하는 고성능 PHP 프레임워크입니다. 프레임워크에는 상주 메모리 모드와 코루틴 모드가 모두 있으므로 결과를 쉽게 테스트할 수 있습니다.

테스트 환경:

docker 컨테이너, CPU 1개로 제한됩니다.

기타 매개변수는 다음과 같습니다. 

Server      Name:      mix-httpd
Framework   Version:   1.1.0-RC
PHP         Version:   7.2.9
Swoole      Version:   4.1.0
Listen      Addr:      127.0.0.1
Listen      Port:      9501
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코드:

일반적인 HTTP 개발 요구 사항을 시뮬레이션하고 세 가지 SQL 요청을 실행합니다. 

// 默认动作
public function actionIndex()
{
    PDO::createCommand("select * from `test` where id = 1")->queryOne();
    PDO::createCommand("select * from `test` where id = 2")->queryOne();
    return PDO::createCommand("select * from `test` limit 5")->queryAll();
}
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테스트 결과

상주 메모리 모드(동기):

프로세스 수동시성 수RPS
810083 8.6 5
8 300 683.78
8500688.56
50100770.69
50 300304.90
50300378.95

코루틴 모드:

프로세스 수동시성 수RPS
8100834.12
8300837.50
8 500824.14

协程在本次测试中并没有像之前的传统 Apache/FPM 模式与常驻内存模式(同步)的测试一样展现出巨大的性能提升，说明：

  • 在少量能快速响应的 SQL 请求中，协程的提升并不明显，应该要在响应时间更大时，才能感受到协程优势。

  • 常驻内存模式的进程数配置过多，并发性能反而会降低，该问题同样适用于传统 Apache/FPM 模式。

常驻内存模式(同步)详细测试

首先 8 个 Worker 进程，并发 100 测试，RPS 为 838.65。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 100 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   11.924 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    838.65 [#/sec] (mean)
Time per request:       119.239 [ms] (mean)
Time per request:       1.192 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          217.85 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    0   0.2      0       4
Processing:    20  118  18.3    118     195
Waiting:       19  118  18.4    118     195
Total:         20  118  18.4    119     195

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    119
  66%    126
  75%    130
  80%    133
  90%    141
  95%    147
  98%    155
  99%    161
 100%    195 (longest request)
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然后使用 8 个 Worker 进程，并发 300 测试，RPS 为 683.78。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 300 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      300
Time taken for tests:   14.624 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    683.78 [#/sec] (mean)
Time per request:       438.735 [ms] (mean)
Time per request:       1.462 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          177.62 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    0  30.0      0    3000
Processing:    62  432 493.4    354    3457
Waiting:       54  431 488.1    354    3455
Total:         62  433 494.1    354    3457

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    354
  66%    373
  75%    385
  80%    392
  90%    411
  95%    432
  98%   3170
  99%   3266
 100%   3457 (longest request)
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然后使用 8 个 Worker 进程，并发 500 测试，RPS 为 688.56。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 500 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      500
Time taken for tests:   14.523 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    688.56 [#/sec] (mean)
Time per request:       726.150 [ms] (mean)
Time per request:       1.452 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          178.87 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    0  30.0      0    3000
Processing:   102  707 618.4    596    3632
Waiting:       89  703 605.6    595    3629
Total:        102  707 618.9    596    3633

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    596
  66%    620
  75%    635
  80%    645
  90%    679
  95%   3125
  98%   3401
  99%   3495
 100%   3633 (longest request)
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现在调整为 50 进程，100 并发测试，RPS 为 770.69。
进程的增加并没有带来并发量的提升。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 100 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   12.975 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    770.69 [#/sec] (mean)
Time per request:       129.754 [ms] (mean)
Time per request:       1.298 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          200.20 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    1  42.4      0    3000
Processing:    10  128 499.8     56    7137
Waiting:       10  127 495.8     55    7137
Total:         11  129 503.3     56    7137

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%     56
  66%     72
  75%     86
  80%     97
  90%    133
  95%    179
  98%    312
  99%   3052
 100%   7137 (longest request)
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50 进程，300 并发测试，RPS 为 304.90。
对比 8 个进程时的结果，并发量降低非常明显，看来进程数过多并不能提升性能，反而会降低性能。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 300 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      300
Time taken for tests:   32.798 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    304.90 [#/sec] (mean)
Time per request:       983.942 [ms] (mean)
Time per request:       3.280 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          79.20 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    3  90.0      0    3001
Processing:    25  976 1339.8    189    3694
Waiting:       23  954 1316.5    188    3691
Total:         25  979 1341.0    189    3694

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    189
  66%    289
  75%   3094
  80%   3113
  90%   3184
  95%   3249
  98%   3315
  99%   3375
 100%   3694 (longest request)
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50 进程，500 并发测试，RPS 为 378.95。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 500 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/
Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests
Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80
Document Path:          /
Document Length:        101 bytes
Concurrency Level:      500
Time taken for tests:   26.389 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    378.95 [#/sec] (mean)
Time per request:       1319.431 [ms] (mean)
Time per request:       2.639 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          98.44 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    2  79.4      0    3001
Processing:    64 1306 1434.7    341    3962
Waiting:       17 1224 1391.4    321    3959
Total:         65 1308 1435.2    342    3963

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    342
  66%   3142
  75%   3168
  80%   3195
  90%   3292
  95%   3374
  98%   3467
  99%   3516
 100%   3963 (longest request)
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协程模式详细测试

首先 8 个 Worker 进程，并发 100 测试，RPS 为 834.12。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 100 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   11.989 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    834.12 [#/sec] (mean)
Time per request:       119.886 [ms] (mean)
Time per request:       1.199 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          216.68 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    0   0.3      0       4
Processing:    84  119   9.8    122     165
Waiting:       84  119   9.8    122     164
Total:         84  119   9.8    123     165

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    123
  66%    124
  75%    125
  80%    125
  90%    126
  95%    128
  98%    131
  99%    137
 100%    165 (longest request)
로그인 후 복사

然后使用 8 个 Worker 进程，并发 300 测试，RPS 为 837.50。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 300 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      300
Time taken for tests:   11.940 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    837.50 [#/sec] (mean)
Time per request:       358.207 [ms] (mean)
Time per request:       1.194 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          217.55 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    1  42.4      0    3001
Processing:    86  354 1043.0    161    7172
Waiting:       86  344 1011.9    160    7172
Total:         86  355 1044.5    161    7172

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    161
  66%    182
  75%    199
  80%    212
  90%    251
  95%    302
  98%   6103
  99%   6135
 100%   7172 (longest request)
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然后使用 8 个 Worker 进程，并发 500 测试，RPS 为 824.14。

C:\Users\EDZ>ab -n 10000 -c 500 http://www.a.com/
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking www.a.com (be patient)
Completed 1000 requests
Completed 2000 requests
Completed 3000 requests
Completed 4000 requests
Completed 5000 requests
Completed 6000 requests
Completed 7000 requests
Completed 8000 requests
Completed 9000 requests
Completed 10000 requests
Finished 10000 requests


Server Software:        nginx/1.13.9
Server Hostname:        www.a.com
Server Port:            80

Document Path:          /
Document Length:        101 bytes

Concurrency Level:      500
Time taken for tests:   12.134 seconds
Complete requests:      10000
Failed requests:        0
Total transferred:      2660000 bytes
HTML transferred:       1010000 bytes
Requests per second:    824.14 [#/sec] (mean)
Time per request:       606.690 [ms] (mean)
Time per request:       1.213 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          214.08 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:        0    0   0.3      0       4
Processing:    92  332 585.3    198    6931
Waiting:       91  331 585.5    196    6931
Total:         92  332 585.3    198    6931

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    198
  66%    242
  75%    284
  80%    334
  90%    587
  95%    932
  98%   1216
  99%   2390
 100%   6931 (longest request)
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php swoole
원천：php.cn
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