Linux多线程服务端编程学习（八）：压力测试

本篇文章将测试网络库的吞吐量和并发事件处理效率，源码的地址为：https://github.com/freshman94/NetLib

用ping pong协议测试网络库在单机上的吞吐量

简单地说，ping pong协议是客户端和服务器都实现echo协议。当TCP连接建立时，客户端向服务端发送一些数据，服务器会echo回这些数据，然后客户端再echo回服务器。这些数据就会像乒乓球一样在客户端和服务端之间来回传送，直到有一方断开连接为止。这是用来测试吞吐量的常用办法。

在同一台机器上测试，是为了在CPU资源相同的情况下，单纯对比网络库的效率。也就是说在单线程下，服务端和客户端各占满一个CPU，测试网络库的吞吐量。

两项测试：

• 单线程测试。客户端和服务端运行在同一台机器，均为单线程，各占一个CPU，测试并发连接数为1/10/100/1000/10000时的吞吐量。
• 多线程测试。并发连接数为100或1000，服务器和客户端的线程数同时设为/1/2/3/4。因为客户端和服务端运行在同一台8核机器上，因些线程数大于4，没有意义。

实验中，我们设置消息的大小为16K。测试的结果为：

• 单线程下，并发连接数为1/10/100/1000/10000时的吞吐量分别为：
  252.263125 MiB/s、2419.2265625 MiB/s、2174.88765625 MiB/s、1008.4684375 MiB/s 、372.551388855 MiB/s。
• 多线程下，并发连接数为100时的吞吐量分别为：
  • 线程数为1：2100.65625 MiB/s
  • 线程数为2：3167.59546875 MiB/s
  • 线程数为3：3851.68140625 MiB/s
  • 线程数为4：3980.46828125 MiB/s
• 多线程下，并发连接数为1000时的吞吐量分别为：
  • 线程数为1：1043.9846875 MiB/s
  • 线程数为2：1155.3471875 MiB/s
  • 线程数为3：1158.59734375 MiB/s
  • 线程数为4：1094.78140625 MiB/s

用“击鼓传花”测试网络库的事件处理效率

击鼓传花的游戏规则是这样的：有100个人围成一圈，一开始第1个人手里有花，他把花传给右手边的人，那个人再继续把花传全右手边的人，当花转手100次之后游戏停止，记录从开始到结束的时间。

我们将其应用于测试网络库的事件处理效率：有100个网络连接（用socketpair创建成对的socket），数据在这些连接中顺次传递， 一开始往第1个连接里写一个字节，然后从这个连接的另一头读出这1个字节，再写入第2个连接，然后读出来继续写到第3个连接，直到一共写了100次之后程序停止，记录所有的时间。

我们的程序中提供了三个可选参数：

• -p n 设置连接的数量，即多少人参与游戏
• -a n 设置活动连接的数量，即“花”的数量
• -w n 设置需要写的连接的数量，即“花”传递多少次。

实验中我们统计了游戏的总时间和事件处理的时间（单位微秒）。对于每个并发数，程序循环25次，刨去第一次的热身数据，算后24次的平均值。

测试结果（左为总时间，右为事件处理的时间）：

活动连接数100

• -p 100 -a 100 -w 100 1262 688
• -p 1000 -a 100 -w 1000 4311 2486
• -p 10000 -a 100 -w 10000 44863 26659
• -p 100000 -a 100 -w 100000 423112 239220

活动连接数1000

• -p 1000 -a 1000 -w 1000 5721 3137
• -p 10000 -a 1000 -w 10000 52766 33055
• -p 100000 -a 1000 -w 100000 489577 305221