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Swoole同期モードとコルーチンモードの比較（詳細）

不言オリジナル: 2018-09-13 17:05:281795ブラウズ

この記事の内容はSwoole同期モードとコルーチンモードの比較(詳細)であり、ある程度の参考値はありますので、困っている方は参考にしていただければ幸いです。

現代の高度な PHP 開発において、Swoole は常駐メモリ、コルーチン、従来の Apache/FPM モードと常駐メモリモード (同期) の大きな違いなど、より多くの可能性を PHP にもたらします。以前はテストを行っており、パフォーマンスの大幅な向上を誰もが直感的に感じることができますが、コルーチンの登場後はどれくらいパフォーマンスが向上したのでしょうか?パフォーマンスのどのような側面が改善されましたか?段階的にテストしてみましょう。

従来の Apache/FPM モードと常駐メモリモード (同期) に関するテスト記事:
MixPHP による同時パフォーマンスの包括的な比較テスト

コルーチンの利点

コルーチンモードと常駐メモリモード (同期)/従来モードの比較:

常駐モード/従来モードは、同じプロセスのリクエストを処理できないため、どちらも同期ブロッキングプログラミングです。並列なので、同時実行性を向上させるために、より多くのプロセス (通常は 100 以上以上) のみを開くことができます。各プロセスには基本的なメモリ消費量があり、合計すると大量になり、制限されます。 Linux では、プロセスの総数に制限があるため、同時プロセスの総数を超えることはできません。また、プロセスが多すぎると、CPU はより多くのスレッドの切り替えを必要とし、パフォーマンスが大幅に浪費されます。 FPM の従来のモードは毎回最初から開始する必要がありますが、常駐モードは依然として優れていますが、コルーチンの方が明らかに優れています。

コルーチンモードの実行方法:

コルーチンモードでは、プロセスは N 個のリクエストを同時に実行できますが、同時に実行されるのは 1 つだけです。つまり、MySQL/Redis などのクライアントに対して実行する場合、クライアントの応答を待つ必要があるため、常駐モード/トラディショナルモードは通常愚かにも応答を待ち、コルーチンは現在のコルーチンを一時停止します。この時点で他のリクエストは他のコルーチンで処理されるため、コルーチンは同時に N 個のリクエストを処理できます。リクエストを追加するたびに、メモリ消費量がいくらか増加するだけです。プロセスのメモリ消費量の増加と比較すると、明らかにコルーチンは並列処理できるため、通常は CPU の数の約 1 ～ 2 倍のプロセス数を設定するだけで済みます。プロセスが少ないほど、CPU スレッドの切り替えが少なくなり、パフォーマンスの大幅な低下が軽減されます。

テストを開始

MixPHP は、Swoole の 3 つのモード FPM、常駐メモリ、およびコルーチンモードに基づく高性能 PHP フレームワークです。このフレームワークには常駐メモリモードとコルーチンモードの両方があるため、簡単に便利なテスト結果を得ることができます。

テスト環境:

docker コンテナー、1 CPU に制限。

その他のパラメータは次のとおりです:

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

コード:

一般的な HTTP 開発要件をシミュレートし、3 つの SQL リクエストを実行します。

// 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();
}

テスト結果

常駐メモリモード(同期):

##8100838.65 8300683.788500688.5650100770.69##50##50300378.95コルーチンモード:

プロセス数	同時実行数	RPS




300	304.90

RPS#8100 300##8500824.14

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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)

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 3d3b4d2d36ecdad9084894b1b5ed13e5
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

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