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七種WebSocket框架的效能比較

這七種框架是:

測試環境

使用三臺C3.4xlarge AWS伺服器做測試。 一臺作為伺服器,兩臺作為客戶端機器, 每臺客戶端機器啟動10個client,一共20個clientC3.4xlarge的配置如下:

型號 vCPU 記憶體 (GiB) SSD 儲存 (GB)
c3.large 2 3.75 2 x 16
c3.xlarge 4 7.5 2 x 40
c3.2xlarge 8 15 2 x 80
c3.4xlarge 16 30 2 x 160
c3.8xlarge 32 60 2 x 320

伺服器和客戶端機器按照上一篇文章做了基本的優化。

以下是測試的配置資料:

  • 20 clients
  • setup rate設為500 * 20 requests/second = 10000 request /second
  • 每個client負責建立50000個websocket 連線
  • 等1,000,000個websocket建好好,傳送一個訊息(時間戳)給所有的客戶端,客戶端根據時間戳計算latency
  • 如果伺服器setup rate建立很慢,主動停止測試
  • 監控三個階段的效能指標: setup時, setup完成後應用發呆(idle)時,傳送訊息時

測試結果

Netty

Setup時

  • cpu idle: 90%
  • minor gc: Few
  • full gc: No

Setup完成, 應用Idle時

  • cpu idle: 100%
  • memory usage: 1.68G
  • server free memory: 16.3G

傳送訊息時

  • cpu idle: 75%
  • minor gc: few
  • full gc: No
  • Message latency (one client)
           count = 50000
             min = 0
             max = 18301
            mean = 2446.09
          stddev = 3082.11
          median = 1214.00
            75% <= 3625.00
            95% <= 8855.00
            98% <= 12069.00
            99% <= 13274.00
          99.9% <= 18301.00
    

Vert.x

Setup時

  • cpu idle: 95%
  • minor gc: Few
  • full gc: No

Setup完成, 應用Idle時

  • cpu idle: 100%
  • memory usage: 6.37G
  • server free memory: 16.3G

傳送訊息時

  • cpu idle: 47% ~ 76%
  • minor gc: few
  • full gc: few
  • Message latency (one client)
           count = 50000
             min = 49
             max = 18949
            mean = 10427.00
          stddev = 5182.72
          median = 10856.00
            75% <= 14934.00
            95% <= 17949.00
            98% <= 18458.00
            99% <= 18658.00
          99.9% <= 18949.00
    

Undertow

Setup時

  • cpu idle: 90%
  • minor gc: Few
  • full gc: No

Setup完成, 應用Idle時

  • cpu idle: 100%
  • memory usage: 4.02G
  • server free memory: 14.2G

傳送訊息時

  • cpu idle: 65%
  • minor gc: few
  • full gc: No
  • Message latency
           count = 50000
             min = 1
             max = 11948
            mean = 1366.86
          stddev = 2007.77
          median = 412.00
            75% <= 2021.00
            95% <= 5838.00
            98% <= 7222.00
            99% <= 8051.00
          99.9% <= 11948.00
    

Jetty

Setup時

  • cpu idle: 2%
  • minor gc: Many
  • full gc: No
  • memory usage: 5G
  • server free memory: 17.2G

當建立360,000左右的websocket時, setup非常的慢, gc頻繁,無法繼續正常建立websocket, 主動終止測試。

Grizzly

Setup時

  • cpu idle: 20%
  • minor gc: Some
  • full gc: Some
  • memory usage: 11.5G
  • server free memory: 12.3G

當建立500,000左右的websocket時, setup非常的慢, gc頻繁,無法繼續正常建立websocket, 主動終止測試。

Spray

Setup時

  • cpu idle: 80%
  • minor gc: Many
  • full gc: No

當建立500,000左右的websocket時, setup非常的慢, gc頻繁,無法繼續正常建立websocket, 主動終止測試。

Node.js

Setup時

  • cpu idle: 94%

Setup完成, 應用Idle時

  • cpu idle: 100%
  • memory usage: 5.0G
  • server free memory: 16.3G

傳送訊息時

  • cpu idle: 94%
  • Message latency (one client)
  • Message latency
           count = 50000
             min = 0
             max = 18
            mean = 1.27
          stddev = 3.08
          median = 1.00
            75% <= 1.00
            95% <= 1.00
            98% <= 1.00
            99% <= 1.00
          99.9% <= 15.00
    

測試結果分析

  • Netty, Node.js, Undertow, Vert.x都能正常建立百萬連線。 Jetty, Grizzly 和 Spray未能完成百萬連線
  • Netty表現最好。記憶體佔用非常的少, CPU使用率也不高。 尤其記憶體佔用,遠遠小於其它框架
  • Jetty, Grizzly和Spray會產生大量的中間物件,導致垃圾回收頻繁。Jetty表現最差
  • Node.js表現非常好。 尤其是測試中使用單例項單執行緒,建立速度非常快,訊息的latency也很好。 記憶體佔用也不錯
  • Undertow表現也不錯,記憶體佔用比Netty高一些,其它差不多
  • 這裡還未測到Spray另一個不好的地方。 在大量連線的情況小,即使沒有訊息傳送,Spray也會佔用40% CPU 時間