Linux 网络性能的 15 个优化建议。

建议 1:尽量减少不必要的网络 IO

我要给出的第一个建议就是不必要用网络 IO 的尽量不用。

是的,网络在现代的互联网世界里承载了很重要的角色。用户通过网络请求线上服务、服务器通过网络读取数据库中数据,通过网络构建能力无比强大分布式系统。网络很好,能降低模块的开发难度,也能用它搭建出更强大的系统。但是这不是你滥用它的理由!

原因是即使是本机网络 IO 开销仍然是很大的。先说发送一个网络包,首先得从用户态切换到内核态,花费一次系统调用的开销。进入到内核以后,又得经过冗长的协议栈,这会花费不少的 CPU 周期,最后进入环回设备的“驱动程序”。接收端呢,软中断花费不少的 CPU 周期又得经过接收协议栈的处理,最后唤醒或者通知用户进程来处理。当服务端处理完以后,还得把结果再发过来。又得来这么一遍,最后你的进程才能收到结果。你说麻烦不麻烦。另外还有个问题就是多个进程协作来完成一项工作就必然会引入更多的进程上下文切换开销,这些开销从开发视角来看,做的其实都是无用功。

上面我们还分析的只是本机网络 IO,如果是跨机器的还得会有双方网卡的 DMA 拷贝过程,以及两端之间的网络 RTT 耗时延迟。所以,网络虽好,但也不能随意滥用!

建议 2:尽量合并网络请求

在可能的情况下,尽可能地把多次的网络请求合并到一次,这样既节约了双端的 CPU 开销,也能降低多次 RTT 导致的耗时。

我们举个实践中的例子可能更好理解。假如有一个 redis,里面存了每一个 App 的信息(应用名、包名、版本、截图等等)。你现在需要根据用户安装应用列表来查询数据库中有哪些应用比用户的版本更新,如果有则提醒用户更新。

那么最好不要写出如下的代码:

for(安装列表 as 包名){
    redis->get(包名)  ...}

上面这段代码功能上实现上没问题,问题在于性能。据我们统计现代用户平均安装 App 的数量在 60 个左右。那这段代码在运行的时候,每当用户来请求一次,你的服务器就需要和 redis 进行 60 次网络请求。总耗时最少是 60 个 RTT 起。更好的方法是应该使用 redis 中提供的批量获取命令,如 hmget、pipeline 等,经过一次网络 IO 就获取到所有想要的数据,如图。

Linux 网络性能的 15 个优化建议。_第1张图片

建议 3:调用者与被调用机器尽可能部署的近一些

在前面的章节中我们看到在握手一切正常的情况下, TCP 握手的时间基本取决于两台机器之间的 RTT 耗时。虽然我们没办法彻底去掉这个耗时,但是我们却有办法把 RTT 降低,那就是把客户端和服务器放得足够的近一些。尽量把每个机房内部的数据请求都在本地机房解决,减少跨地网络传输。

举例,假如你的服务是部署在北京机房的,你调用的 mysql、redis 最好都位于北京机房内部。尽量不要跨过千里万里跑到广东机房去请求数据,即使你有专线,耗时也会大大增加!在机房内部的服务器之间的 RTT 延迟大概只有零点几毫秒,同地区的不同机房之间大约是 1 ms 多一些。但如果从北京跨到广东的话,延迟将是 30 - 40 ms 左右,几十倍的上涨!

建议 4:内网调用不要用外网域名

假如说你所在负责的服务需要调用兄弟部门的一个搜索接口

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