基于dubbo框架下的RPC通讯协议性能测试转

一、前言

　　Dubbo RPC服务框架支持丰富的传输协议、序列化方式等通讯相关的配置和扩展。dubbo执行一次RPC请求的过程大致如下：消费者（Consumer）向注册中心（Registry）执行RPC请求，注册中心分配服务URL并路由到具体服务提供方（Provider），消费者和服务提供方建立网络连接，服务提供方在本地创建连接池对象并提供远程服务，对于长连接类型协议（如dubbo协议）将保持连接，减少握手认证，调用过程中可以避免频繁建立和断开连接导致的性能开销，保持长连接需要有心跳包的发送，所以对于非频繁调用的服务保持连接同样会有消耗。更多关于dubbo详细介绍请参照官方文档（http://alibaba.github.io/dubbo-doc-static/Home-zh.htm）。

　　1、支持常见的传输协议：RMI、Dubbo、Hessain、WebService、Http等，其中Dubbo和RMI协议基于TCP实现，Hessian和WebService基于HTTP实现。

　　2、传输框架：Netty、Mina、以及基于servlet等方式。

　　3、序列化方式：Hessian2、dubbo、JSON（fastjson 实现）、JAVA、SOAP 等。

　　本文主要基于dubbo框架下的通讯协议进行性能测试对比。

二、测试方案

　　基于dubbo 2.5.3框架，使用zookeeper作为dubbo服务注册中心，分别以单线程和多线程的方式测试以下方案：

	Protocol	Transporter	Serialization	Remark
A	dubbo 协议	netty	hessian2
B	dubbo 协议	netty	dubbo
C	dubbo 协议	netty	java
D	RMI 协议	netty	java
E	RMI 协议	netty	hessian2
F	Hessian 协议	servlet	hessian2	Hessian，基于tomcat容器
G	WebService 协议	servlet	SOAP	CXF，基于tomcat容器

三、传输测试数据

1、单POJO对象，嵌套复杂集合类型

2、POJO集合，包含100个单POJO对象

3、1K字符串

4、100K字符串

5、1M字符串

四、服务接口和实现

　　1、服务接口相关代码：

 1 package ibusiness;
 2
 3 import java.util.List;
 4
 5 import model.*;
 6
 7 public interface IBusinessOrder {
 8     public String SendStr(String str);
 9
10     public List<OrderInfo> LoadOrders(List<OrderInfo> orders);
11
12     public OrderInfo LoadOrder(OrderInfo order);
13 }

　　2、服务实现相关代码，测试数据在服务器端不做任何处理原样返回：

 1 package business;
 2
 3 import ibusiness.IBusinessOrder;
 4
 5 import java.util.List;
 6
 7 import model.*;
 8
 9 public class BusinessOrder implements IBusinessOrder {
10     public String SendStr(String str) {
11         return str;
12     }
13
14     public List<OrderInfo> LoadOrders(List<OrderInfo> orders) {
15         return orders;
16     }
17
18     public OrderInfo LoadOrder(OrderInfo order) {
19         return order;
20     }
21 }

五、单线程测试

　　1、测试仅记录rpc调用时间，测试数据的读取组装以及首次建立连接等相关耗时时间不作统计，循环执行100次取平均值。　　

　　2、服务消费方测试代码

  1 import java.util.List;
  2
  3 import org.springframework.context.ApplicationContext;
  4 import org.springframework.context.support.FileSystemXmlApplicationContext;
  5
  6 import com.alibaba.dubbo.rpc.service.EchoService;
  7 import common.Common;
  8
  9 import ibusiness.*;
 10 import model.*;
 11
 12 public class Program {
 13     public static void main(String[] args) throws Exception {
 14
 15         ApplicationContext ctx = new FileSystemXmlApplicationContext("src//applicationContext.xml");
 16         IBusinessOrder orderBusiness = (IBusinessOrder) ctx.getBean("orderBusiness");
 17
 18 //        EchoService echoService = (EchoService) orderBusiness;
 19 //        String status = echoService.$echo("OK").toString();
 20 //        if (!status.equals("OK")) {
 21 //            System.out.println("orderBusiness out of service!");
 22 //            return;
 23 //        } else {
 24 //            System.out.println("orderBusiness in service !");
 25 //        }
 26
 27         long startMili, endMili;
 28         int loop = 100;
 29
 30         // 单个pojo
 31         try {
 32             OrderInfo order = Common.BuildOrder();
 33             orderBusiness.LoadOrder(order); // 防止首次连接的开销
 34
 35             startMili = System.currentTimeMillis();
 36             OrderInfo returnOrder = null;
 37             for (int i = 0; i < loop; i++) {
 38                 returnOrder = orderBusiness.LoadOrder(order);
 39             }
 40             endMili = System.currentTimeMillis();
 41             System.out.println("单个pojo 平均传输耗时为：" + ((endMili - startMili) / (float) loop) + "毫秒 ,返回对象BillNumber:" + returnOrder.getBillNumber());
 42         } catch (Exception ex) {
 43             System.out.println("单个pojo 测试失败!");
 44             //ex.printStackTrace();
 45         }
 46
 47         // pojo集合 (100)
 48         try {
 49             List<OrderInfo> orderList = Common.BuildOrderList();
 50             startMili = System.currentTimeMillis();
 51             List<OrderInfo> returnOrderList = null;
 52             for (int i = 0; i < loop; i++) {
 53                 returnOrderList = orderBusiness.LoadOrders(orderList);
 54             }
 55             endMili = System.currentTimeMillis();
 56             System.out.println("pojo集合 (100) 平均传输耗时为：" + ((endMili - startMili) / (float) loop) + "毫秒 ,返回记录数：" + returnOrderList.size());
 57         } catch (Exception ex) {
 58             System.out.println("pojo集合 (100) 测试失败!");
 59         }
 60
 61         // 1K String
 62         try {
 63             String str1k = Common.Build1KString();
 64             startMili = System.currentTimeMillis();
 65             String returnStr1k = null;
 66             for (int i = 0; i < loop; i++) {
 67                 returnStr1k = orderBusiness.SendStr(str1k);
 68             }
 69             endMili = System.currentTimeMillis();
 70             System.out.println("1K String 平均传输耗时为：" + ((endMili - startMili) / (float) loop) + "毫秒,返回字符长度：" + returnStr1k.length());
 71         } catch (Exception ex) {
 72             System.out.println("1K String 测试失败!");
 73         }
 74
 75         // 100K String
 76         try {
 77             String str100K = Common.Build100KString();
 78             startMili = System.currentTimeMillis();
 79             String returnStr100k = null;
 80             for (int i = 0; i < loop; i++) {
 81                 returnStr100k = orderBusiness.SendStr(str100K);
 82             }
 83             endMili = System.currentTimeMillis();
 84             System.out.println("100K String 平均传输耗时为：" + ((endMili - startMili) / (float) loop) + "毫秒,返回字符长度：" + returnStr100k.length());
 85         } catch (Exception ex) {
 86             System.out.println("100K String 测试失败!");
 87         }
 88
 89         // 1M String
 90         try {
 91             String str1M = Common.Build1MString();
 92             startMili = System.currentTimeMillis();
 93             String returnStr1M = null;
 94             for (int i = 0; i < loop; i++) {
 95                 returnStr1M = orderBusiness.SendStr(str1M);
 96             }
 97             endMili = System.currentTimeMillis();
 98             System.out.println("1M String 平均传输耗时为：" + ((endMili - startMili) / (float) loop) + "毫秒,返回字符长度：" + returnStr1M.length());
 99         } catch (Exception ex) {
100             System.out.println("1M String 测试失败!");
101         }
102
103         System.out.println("all test done!");
104     }
105 }

　　3、测试数据耗时记录

A、dubbo 协议、netty 传输、hessian2 序列化

<dubbo:protocol name="dubbo" server="netty" port="30001" serialization="hessian2" />

单个POJO	0.958毫秒
POJO集合 (100)	1.438毫秒
1K String	0.68毫秒
100K String	4.262毫秒
1M String	32.473毫秒

B、dubbo 协议、netty 传输、dubbo 序列化

<dubbo:protocol name="dubbo" server="netty" port="30001" serialization="dubbo" />

单个POJO	1.45毫秒
POJO集合 (100)	3.42毫秒
1K String	0.94毫秒
100K String	4.35毫秒
1M String	27.92毫秒

C、dubbo 协议、netty 传输、java 序列化

<dubbo:protocol name="dubbo" server="netty" port="30001" serialization="java" />

单个POJO	1.91毫秒
POJO集合 (100)	4.48毫秒
1K String	1.0毫秒
100K String	3.3毫秒
1M String	18.09毫秒

D、RMI 协议、netty 传输、java 序列化

<dubbo:protocol name="rmi" server="netty" port="1099" serialization="java" />

单个POJO	1.63毫秒
POJO集合 (100)	5.15毫秒
1K String	0.77毫秒
100K String	2.15毫秒
1M String	15.21毫秒

E、RMI 协议、netty 传输、hessian2 序列化

<dubbo:protocol name="rmi" server="netty" port="1099" serialization="hessian2" />

单个POJO	1.63毫秒
POJO集合 (100)	5.12毫秒
1K String	0.76毫秒
100K String	2.13毫秒
1M String	15.11毫秒

F、Hessian协议、servlet（tomcat容器）、hessian2 序列化

<dubbo:protocol name="hessian" port="8080" server="servlet" serialization="hessian2" />

单个POJO	1.6毫秒
POJO集合 (100)	5.98毫秒
1K String	1.88毫秒
100K String	5.52毫秒
1M String	39.87毫秒

G、WebService协议、servlet（tomcat容器）、SOAP序列化

<dubbo:protocol name="webservice" port="8080" server="servlet" />

单个POJO	7.4毫秒
POJO集合 (100)	34.39毫秒
1K String	6.0毫秒
100K String	7.43毫秒
1M String	34.61毫秒

　　4、性能对比

六、多线程测试

　　1、由于测试机器配置较低，为了避免达到CPU瓶颈，测试设定服务消费方Consumer并发10个线程，每个线程连续对远程方法执行5次调用，服务提供方设置允许最大连接数100个，同时5个连接并行执行，超时时间设置为5000ms，要求所有事务都能正确返回没有异常，统计包含首次建立连接的消耗时间。