异构模块进程间通信之 AF_INTE VS AF_UNIX

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这是一个创建于 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

简介 AF_INET / AF_UNIX

进程间通信在不强调性能的情况下是一个很简单的问题,
通常会选用 RPC(AF_INET) 来实现,其通信原理大致如下:

AF_INET

可以看到每个数据包都会经过 TCP/IP 协议栈,性能损耗主要在此,
在不改变接口的情况下使用 IPC(AF_UNIX) 来实现进程间通信效率会有很大提升,
如下图所示 AF_UNIX 直接通过内核缓冲区copy数据,省去了TCP/IP协议栈的工作

AF_UNIX

内核为两种方式提供了相同的接口: socket / bind / connect / accept / send / recv
处理方式也是完全一致的:select / poll / epoll

两种方式可以无成本的轻松进行切换,AF_UNIX特别适合异构模块本地进程间通信,
下文对此进行了简单的测试,使用 golang 编写了 echo server,并提供了 golangjava 两种客户端

启动 echoserver

go-afecho$> go run server/main.go
--> tcp :  <nil> [::]:12345
--> ipc :  <nil> /tmp/afecho.ipc

使用 client 测试

测试 50w 条 "HelloWorld" 消息,对比两种通道的处理能力

go

多次测试数据会有所波动,可以看出用 go 实现的 AF_UNIX / AF_INET
处理相同的工作性能相差 5 倍以上(理论上应该是10倍甚至更多), 具体测试脚本如下:

go-afecho$> go run client/go/main.go --help
  -a string
        unix: /tmp/afecho.ipc , tcp: localhost:12345 (default "/tmp/afecho.ipc")
  -c int
        total count of message (default 100000)
  -m string
        HelloWorld (default "HelloWorld")
  -n string
        netrowk : tcp / unix (default "unix")

AF_UNIX

client 端:

go-afecho$> go run client/go/main.go -n unix -c 500000 -m HelloWorld
normal quit.
net=unix , msg.size=10 , r=500000 ,w=500000 , time=1.430734597s avg=349470.825021/s

//server 输出:
--accept--> /tmp/afecho.ipc
<--close-- /tmp/afecho.ipc  500000 1.449517214s 344942.43681330985

AF_INET

client 端:

go-afecho$> go run client/go/main.go -n tcp -a localhost:12345 -c 500000 -m HelloWorld
normal quit.
net=tcp , msg.size=10 , r=500000 ,w=500000 , time=8.105451805s avg=61686.875948/s

//server 输出:
--accept--> 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54276
<--close-- 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54276 500000 8.127940457s 61516.19867852091

java

golang不同,java不能直接做系统调用,需要使用JNI/JNR方式调用c编写的库来中转一下,
过程中应会损失一些性能,完成下面的测试需要先使用 maven 编译 java client 具体操作如下:

$> cd go-afecho/client/java/echo-tester
$> mvn package
......
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  3.627 s
[INFO] Finished at: 2020-12-05T11:26:31+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

AF_UNIX

$> java -jar target/echo-tester-1.0-SNAPSHOT.jar unix 500000
1607138984673
done : net=unix , msg.size=12 , total=500000 , time=1543ms , avg=324044.069994/s

// server 输出:
--accept--> /tmp/afecho.ipc
<--close-- /tmp/afecho.ipc  500000 1.542095908s 324234.0488721406

AF_INET

$> java -jar target/echo-tester-1.0-SNAPSHOT.jar tcp 500000
done : net=tcp , msg.size=12 , total=500000 , time=4830ms , avg=103519.668737/s

// server 输出:
--accept--> 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54359
<--close-- 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54359 500000 4.832523878s 103465.60361061915

结果

Client AF_UNIX AF_INET AF_UNIX/AF_INET
go 349470/s 61686/s 5.7
java 324044 103519/s 3.1

结果只为表明AF_UNIX速度更快,看上去 go 的 tcp 处理比 java 慢纯属测试代码的问题😄


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本文来自:简书

感谢作者:cc14514

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