帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 與 Node.js：效能和記憶體使用情況比較

簡介

在需要即時、高效資料通訊的應用中，兩種常用的技術是帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 和 Node.JS (Socket.IO)。具有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 允許使用 MQTT 協定透過 WebSocket 進行通信，而 Node.JS (Socket.IO) 提供 JavaScript 運行時，可以高效地即時處理事件。本文將 RabbitMQ 與 Web MQTT 外掛程式和 Node.JS (Socket.IO) 的效能和記憶體使用情況進行比較，特別是在處理通知、資料重新載入和佇列管理等 36 個事件方面。它還分析此設定是否最佳或需要進一步調整。

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帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 概述

什麼是具有 Web MQTT 外掛程式的 RabbitMQ？

RabbitMQ 是一個支援多種協定的訊息代理，包括 MQTT。 RabbitMQ 中的 Web MQTT 外掛程式可讓用戶端使用 MQTT 協定透過 WebSocket 與代理進行通訊。這對於需要即時雙向通訊（例如通知或資料排隊）的基於 Web 的應用程式特別有用。

RabbitMQ 與 Web MQTT 外掛程式的主要功能

1. WebSocket 通訊：允許基於 Web 的客戶端透過 WebSocket 使用 MQTT，從而實現伺服器和瀏覽器用戶端之間的直接通訊。
2. 佇列和主題管理：支援佇列和主題配置，以實現有效的訊息流量管理。
3. 保留訊息：儲存最後一則訊息，以便新連線的用戶端無需重新要求即可收到最新資訊。
4. 輕量級訊息的高可擴展性：非常適合發送低延遲即時通知的應用程序，例如資料重新載入和通知佇列。

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Node.JS (Socket.IO) 概述

什麼是 Node.JS (Socket.IO)？

Node.JS (Socket.IO) 是一個基於 Chrome V8 引擎建構的 JavaScript 運行時，旨在處理非阻塞 I/O 操作。在此上下文中，server.js 用於透過 WebSocket 或 HTTP 協定管理通知事件、資料重新載入和佇列，具體取決於應用程式要求。

Node.JS (Socket.IO) 的關鍵功能

1. 非阻塞 I/O：允許同時處理多個請求而不阻塞其他操作，非常適合事件驅動的應用程式。
2. 事件驅動架構：僅在特定事件發生時執行程式碼來減少資源消耗。
3. 雙向通訊：Node.JS (Socket.IO) 非常適合需要客戶端和伺服器之間透過 WebSocket 進行持續雙向通訊的即時應用程式。
4. 效率和回應能力：有效率地處理大量基於 I/O 的連接，例如管理通知和佇列。

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挑戰和限制

附 Web MQTT 外掛程式的 RabbitMQ

1. 資源消耗：RabbitMQ（特別是使用 Web MQTT 外掛程式）可能會消耗大量記憶體和 CPU 來處理大量訊息。在此測試中，RabbitMQ 顯示 CPU 使用率約為 5.2%，對於訊息代理來說相對較高但合理。
2. 高負載下的延遲：在極高的負載下，訊息傳遞可能會出現輕微的延遲，這可能會影響嚴重依賴即時效能的應用程式。
3. 更複雜的配置：與 Node.JS (Socket.IO) 相比，具有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 需要更多的初始配置，尤其是設定佇列、主題和綁定。

Node.JS (Socket.IO)

1. 單線程：Node.JS (Socket.IO) 使用單線程，因此 CPU 密集型操作可能會成為瓶頸。在測試中，CPU 使用率達到了 50.5%，這對於單執行緒應用程式來說很高，並且可能會導致延遲。
2. 記憶體洩漏：如果管理不當，Node.JS (Socket.IO) 應用程式可能會遇到記憶體洩漏，尤其是在事件活動頻繁且長時間運行的應用程式中。
3. 對外部函式庫的依賴：Node.JS (Socket.IO) 通常依賴許多第三方函式庫，如果不維護這些函式庫，可能會影響整體效能。

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性能分析一目了然

流程概述

• 附有 Web MQTT 外掛程式的 RabbitMQ：
  • CPU 使用率：5.2%
  • 記憶體使用量：2.8%（5.97 GB 虛擬內存，887 MB 常駐記憶體）
  • 正常運作時間：18小時26分鐘
• Node.js (server.js)：
  • CPU 使用率：50.5%
  • 記憶體使用量：0.4%（1.04 GB 虛擬內存，257 MB 常駐內存）
  • 正常運作時間：4小時1分鐘

這些數字給了每個服務如何消耗資源的初步印象。

CPU 使用率比較

• RabbitMQ 對 CPU 的佔用相對較小，僅消耗 5.2%，即使它管理 38 個事件（通知、資料重新載入和佇列管理任務）。這種低 CPU 使用率是 RabbitMQ 的特徵，因為它針對訊息處理和非同步通訊進行了最佳化。
• Node.js (server.js) 消耗的 CPU 顯著增加，達到 50.5%。這種高使用率表明 server.js 可能正在處理更多運算密集型任務，可能與管理 WebSocket 連線、處理請求或處理即時資料有關。這種高 CPU 使用率可能會影響伺服器在較高負載下或同時執行其他應用程式時的效能。

記憶體使用比較

• RabbitMQ 顯示較高的記憶體使用量，駐留記憶體為 887 MB，這對於透過 Web MQTT 插件處理連續 WebSocket 連接和 MQTT 訊息傳遞的訊息代理來說是合理的。它的虛擬記憶體佔用量（5.97 GB）很高，但這通常是由於預先分配而不是實際使用的記憶體造成的。
• Node.js (server.js) 的記憶體佔用低很多，只有 257 MB 常駐記憶體。 Node.js 應用程式通常佔用的記憶體較小，但會根據任務的複雜性而成長。它相對較低的記憶體使用率表明它對於處理任務進行了很好的優化，儘管較高的 CPU 使用率可能表明 CPU 密集型任務的效率低。

正常運作時間與穩定性

• RabbitMQ 的正常運作時間超過 18 小時，並且它使用的 CPU 最少，這表明它在較長時間內保持穩定和高效。
• Node.js (server.js) 僅運行了 4 小時，但消耗了大量 CPU。如果這種 CPU 使用趨勢持續下去，它可能會成為瓶頸，可能需要重新啟動或最佳化，特別是對於期望高正常運作時間的生產環境。

對系統效能的影響

• 有 Web MQTT 外掛程式的 RabbitMQ 似乎對 CPU 的要求較低，記憶體使用量適中。這使得它非常適合需要高吞吐量訊息傳遞和最小延遲的應用程式。目前的資源使用量似乎並不過分，但建議在較長的正常運行時間內監控內存，因為訊息代理可以透過大量持久性訊息來累積記憶體使用量。
• Node.js (server.js) CPU 使用率為 50.5% 表示它可能受 CPU 限制，這可能會影響其他進程或降低高負載下的系統回應能力。如果 server.js 處理 WebSocket 連接，最佳化非同步任務的程式碼或卸載某些進程可以減少 CPU 使用率。 Node.js 中的高 CPU 使用率也可能表示需要跨多個實例進行負載平衡，特別是當伺服器需要擴展以處理更多事件時。

最佳化建議

• RabbitMQ：雖然 RabbitMQ 的記憶體使用量適中，但建議進行監控以確保其不會隨著時間的推移無限制地增長，尤其是隨著事件量的增加。
• Node.js (server.js)：
  • 最佳化 CPU 使用率：檢查任何 CPU 密集型操作的程式碼或可能受益於非同步處理的同步程式碼。
  • 基準和負載測試：進行壓力測試，看看 server.js CPU 使用率是否會隨著並發事件的增加而進一步增加。這可以幫助識別特定的程式碼瓶頸。
  • 擴充：考慮透過在負載平衡器後面執行多個執行個體來水平擴展 server.js，特別是在典型工作負載下持續存在高 CPU 使用率的情況下。

延遲

• 帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ：通常具有較低的延遲，特別是在輕量級訊息的即時通訊中，非常適合通知和資料重新載入場景。
• Node.JS (Socket.IO)：低延遲，但高 CPU 負載可能會導致延遲，特別是在應用程式處理 CPU 密集型事件時。

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結論

具有Web MQTT 插件的RabbitMQ 對於需要即時訊息處理的應用程式來說是一個不錯的選擇，特別是對於包括通知、資料重新載入和佇列管理在內的36 個事件。 RabbitMQ 的 CPU 使用率約為 5.2%，對於高訊息傳遞負載來說是穩定的，特別是在需要低延遲和雙向通訊時。

Node.JS (Socket.IO) 適合需要具有雙向通訊的事件驅動架構的應用程式。然而，隨著CPU使用率達到50.5%，應用程式在需要高CPU處理的場景中可能會面臨限制。因此，如果使用量持續成長，可以考慮叢集或工作執行緒等解決方案。

總體：

• 帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ：強烈建議用於具有大量訊息傳遞和通知需求的應用程式。它還簡化了透過 WebSocket 有效管理連線和訊息的過程。
• Node.JS (Socket.IO)：非常適合需要快速回應和雙向通訊但可能需要進一步調整以減少 CPU 負載的 Web 應用程式。

透過 Glances 進行效能分析，兩種技術都透過捕捉每個進程中的最高 CPU 使用率值來展示結果，這非常適合此場景。然而，定期監控是必要的，以防止 CPU 或記憶體使用量出現峰值，進而影響整體系統效能。

如有錯誤請指正？

注意：如果您有任何測試建議，請在下面評論，並隨時推薦其他客戶端和伺服器之間即時通訊的工具。

文件：
https://www.rabbitmq.com/docs/web-mqtt
https://socket.io/docs/v4/

以上是帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 與 Node.js：效能和記憶體使用情況比較的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！