性能测试 —— Dubbo 基准测试
1. 概述
2. 性能指标
3. 测试工具
4. dubbo-benchmark
666. 彩蛋
1. 概述
在 2019.05.21 号，在经历了 1 年多的孵化，Dubbo 终于迎来了 Apache 毕业。在这期间，Dubbo 做了比较多的功能迭代，提供了 NodeJS、Python、Go 等语言的支持，也举办了多次社区活动，在网上的“骂声”也少了。
作为一个长期使用，并且坚持使用 Dubbo 的开发者，还是比较愉快的。可能，又经历了一次技术正确的选择。当然，更愉快的是，Spring Cloud Alibaba 貌似，也孵化的差不多，双剑合并，biubiubiu 。
本文，我们就来对 Dubbo 做一次性能基准测试。当写下这句话，突然想到了徐大sao：“今天天气不错，所以来吃顿好的”。
2. 性能指标
在 Dubbo 官方团队提供的 《Dubbo 性能测试报告》 的文章里，我们比较明确的可以看到希望的性能指标：
场景名称 对应指标名称 期望值范围 实际值 是否满足期望(是/否) 1k数据 响应时间 0.9ms 0.79ms 是 1k数据 TPS 10000 11994 是
3. 测试工具
目前可用于 Dubbo 测试的工具如下：
dubbo-benchmark ：Dubbo 官方，基于 JMH 实现的 Dubbo 性能基准测试工具。
对 JMH 不了解的胖友，可以看看 forever alone 的基友写的 《JAVA 拾遗 — JMH 与 8 个测试陷阱》
jmeter-plugins-for-apache-dubbo ：社区贡献，压力测试工具 Jmeter 对 Dubbo 的插件拓展。
考虑到测试的简便性，以及学习成本（大多数人不会使用 JMeter），所以我们采用 dubbo-benchmark ，虽然说 JMH 也好多人不会。但是，因为 dubbo-benchmark 提供了开箱即用的脚本，即使不了解 JMH ，也能很方便的快速上手。当然，还是希望胖友能去了解下 JMH ，毕竟是 Java 微基准测试框架，可以用来测试我们编写的很多代码的性能。
4. dubbo-benchmark
4.1 项目结构
在开始正式测试之前，我们先来了解下 dubbo-benchmark 项目的大体结构。
项目结构
分了比较多的 Maven 模块，我们将它们的关系，重新梳理如下图：
项目层级
第一层 benchmark-base
提供 Dubbo Service 的实现，如下图：
benchmark-base
UserService 类中，定义了我们业务场景中常用的四种方法：
public interface UserService {public boolean existUser(String email);
public boolean createUser(User user);
public User getUser(long id);
public Page<User> listUser(int pageNo);}UserServiceImpl 的实现，胖友自己看下，比较简单。
AbstractClient，理论来说，应该放到 client-base 中，可能迷路了。
第二层 client-base
实现 Dubbo 消费端的，基于 JMH ，实现 Benchmark 基类。重点在 benchmark.Client 类，代码如下：
private static final int CONCURRENCY = 32;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Options opt;
ChainedOptionsBuilder optBuilder = new OptionsBuilder()
// benchmark 所在的类名，此处就是 Client
.include(Client.class.getSimpleName())
// 预热 3 轮，每轮 10 秒
.warmupIterations(3)
.warmupTime(TimeValue.seconds(10))
// 测量（测试）3 轮，每轮 10 秒
.measurementIterations(3)
.measurementTime(TimeValue.seconds(10))
// 并发线程数为 32
.threads(CONCURRENCY)
// 进行 fork 的次数。如果 fork 数是 2 的话，则 JMH 会 fork 出两个进程来进行测试。
.forks(1);
// 设置报告结果
opt = doOptions(optBuilder).build();
new Runner(opt).run();
}
private static ChainedOptionsBuilder doOptions(ChainedOptionsBuilder optBuilder) {
String output = System.getProperty("benchmark.output");
if (output != null && !output.trim().isEmpty()) {
optBuilder.output(output);
}
return optBuilder;
}
胖友自己看下注释。
如果对 JMH 还是不了解的胖友，可以再看看如下两篇文章：
《Java 微基准测试框架 JMH》
《Java 并发编程笔记：JMH 性能测试框架》
在 Client 类中，定义了对 UserService 调用的四个 Benchmark 方法，代码如下：
private final ClassPathXmlApplicationContext context;
private final UserService userService;
public Client() {
// 读取 consumer.xml 配置文件，并启动 Spring 容器。这个配置文件，由子项目配置
context = new ClassPathXmlApplicationContext("consumer.xml");
context.start();
// 获得 UserService Bean
userService = (UserService) context.getBean("userService");
}
@Override
protected UserService getUserService() {
return userService;
}
@TearDown
public void close() throws IOException {
ProtocolConfig.destroyAll();
context.close();
}
@Benchmark
@BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.AverageTime, Mode.SampleTime})
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Override
public boolean existUser() throws Exception {
return super.existUser();
}
@Benchmark
@BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.AverageTime, Mode.SampleTime})
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Override
public boolean createUser() throws Exception {
return super.createUser();
}
@Benchmark
@BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.AverageTime, Mode.SampleTime})
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Override
public User getUser() throws Exception {
return super.getUser();
}
@Benchmark
@BenchmarkMode({Mode.Throughput, Mode.AverageTime, Mode.SampleTime})
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS)
@Override
public Page<User> listUser() throws Exception {
return super.listUser();
}
第二层 server-base
实现 Dubbo 消费端的，启动 Dubbo 服务。重点在 benchmark.Server 类，代码如下：
public class Server {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 读取 provider.xml 配置文件，并启动 Spring 容器。这个配置文件，由子项目配置
try (ClassPathXmlApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("provider.xml")) {
context.start();
// sleep ，防止进程结束
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
}
}
}
因为是被测方，所以无需集成到 JMH 中。
第三层 {protocol}-{serialize}-client
具体协议( Protocol )，使用具体序列化( Serialize ) 方式的消费者。
第四层 {protocol}-{serialize}-server
具体协议( Protocol )，使用具体序列化( Serialize ) 方式的提供者。
4.2 测试环境
型号 ：ecs.c5.xlarge
艿艿：和我一样抠门（穷）的胖友，可以买竞价类型服务器，使用完后，做成镜像。等下次需要使用的时候，恢复一下。HOHO 。
系统 ：CentOS 7.6 64位
CPU ：4 核
内存 ：8 GB
磁盘 ：40 GB ESSD 云盘
Java ：OpenJDK Runtime Environment (build 1.8.0_212-b04)
Dubbo ：2.6.1
> 虽然 Dubbo 项目本身已经完成孵化，但是 dubbo-benchmark 并未更新到最新版本的 2.7.2 。所以，本文还是测试 Dubbo 2.6.1 版本。当然，这个对测试结果影响不大，妥妥的。
4.3 安装 dubbo-benchmark
第一步，克隆项目
git clone https://github.com/apache/dubbo-benchmark.git
cd dubbo-benchmark
第二步，启动服务提供者
sh benchmark.sh dubbo-kryo-server
会有一个编译的过程，耐心等待。
第三步，启动服务消费者
需要新启一个终端
sh benchmark.sh dubbo-kryo-client
开始 JMH 测试…整个测试过程，持续 15 分钟左右。
4.4 dubbo-hessianlite
本小节，我们来测试 dubbo-hessianlite-client 和 dubbo-hessianlite-server 。
这个组合，是我们使用 Dubbo 最主流的方式。
协议：Dubbo
序列化：hessian-lite ，Dubbo 对 Hessian 提供的序列化方式的性能优化和 Bug 修复。
通信：Netty4
第一步，启动服务提供者
sh benchmark.sh dubbo-hessianlite-server
第二步，启动服务消费者
需要新启一个终端
sh benchmark.sh dubbo-hessianlite-client
测试结果
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
Client.createUser thrpt 3 16.887 ? 1.729 ops/ms
Client.existUser thrpt 3 47.293 ? 4.993 ops/ms
Client.getUser thrpt 3 19.698 ? 8.588 ops/ms
Client.listUser thrpt 3 3.457 ? 0.180 ops/ms
Client.createUser avgt 3 1.416 ? 0.308 ms/op
Client.existUser avgt 3 0.678 ? 0.038 ms/op
Client.getUser avgt 3 1.657 ? 0.359 ms/op
Client.listUser avgt 3 9.299 ? 0.872 ms/op
Client.createUser sample 499898 1.918 ? 0.007 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.00 sample 0.279 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.50 sample 1.448 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.90 sample 2.613 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.95 sample 3.027 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.99 sample 9.732 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.999 sample 16.876 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.9999 sample 28.280 ms/op
Client.createUser:createUser?p1.00 sample 39.453 ms/op
Client.existUser sample 1376160 0.697 ? 0.002 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.00 sample 0.094 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.50 sample 0.647 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.90 sample 0.842 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.95 sample 0.921 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.99 sample 1.425 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.999 sample 10.355 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.9999 sample 16.145 ms/op
Client.existUser:existUser?p1.00 sample 24.773 ms/op
Client.getUser sample 568869 1.686 ? 0.006 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.00 sample 0.262 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.50 sample 1.436 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.90 sample 1.954 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.95 sample 2.609 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.99 sample 9.634 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.999 sample 15.862 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.9999 sample 31.217 ms/op
Client.getUser:getUser?p1.00 sample 44.302 ms/op
Client.listUser sample 103394 9.272 ? 0.038 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.00 sample 1.792 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.50 sample 9.060 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.90 sample 14.287 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.95 sample 15.679 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.99 sample 17.336 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.999 sample 30.966 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.9999 sample 38.161 ms/op
Client.listUser:listUser?p1.00 sample 45.351 ms/op
4.5 dubbo-fst
本小节，我们来测试 dubbo-fst-client 和 dubbo-fst-server 。
这个组合，是我们使用 Dubbo 最主流的方式。
协议：Dubbo
序列化：FST
通信：Netty4
第一步，启动服务提供者
sh benchmark.sh dubbo-fst-server
第二步，启动服务消费者
需要新启一个终端
sh benchmark.sh dubbo-fst-client
测试结果
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
Client.createUser thrpt 3 44.810 ? 5.152 ops/ms
Client.existUser thrpt 3 53.153 ? 49.787 ops/ms
Client.getUser thrpt 3 41.754 ? 8.210 ops/ms
Client.listUser thrpt 3 14.791 ? 3.458 ops/ms
Client.createUser avgt 3 0.719 ? 0.080 ms/op
Client.existUser avgt 3 0.574 ? 0.434 ms/op
Client.getUser avgt 3 0.703 ? 0.045 ms/op
Client.listUser avgt 3 2.189 ? 0.353 ms/op
Client.createUser sample 1267915 0.756 ? 0.002 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.00 sample 0.099 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.50 sample 0.678 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.90 sample 0.888 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.95 sample 1.034 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.99 sample 3.383 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.999 sample 10.502 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.9999 sample 22.650 ms/op
Client.createUser:createUser?p1.00 sample 35.979 ms/op
Client.existUser sample 1461428 0.656 ? 0.002 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.00 sample 0.077 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.50 sample 0.504 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.90 sample 1.128 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.95 sample 1.516 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.99 sample 2.802 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.999 sample 6.452 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.9999 sample 33.358 ms/op
Client.existUser:existUser?p1.00 sample 58.262 ms/op
Client.getUser sample 1270938 0.755 ? 0.003 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.00 sample 0.084 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.50 sample 0.588 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.90 sample 1.034 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.95 sample 1.626 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.99 sample 4.473 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.999 sample 10.830 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.9999 sample 27.719 ms/op
Client.getUser:getUser?p1.00 sample 45.875 ms/op
Client.listUser sample 442763 2.166 ? 0.009 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.00 sample 0.306 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.50 sample 1.767 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.90 sample 3.039 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.95 sample 4.415 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.99 sample 11.551 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.999 sample 21.045 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.9999 sample 32.702 ms/op
Client.listUser:listUser?p1.00 sample 45.089 ms/op
4.6 dubbo-kryo
本小节，我们来测试 dubbo-kryo-client 和 dubbo-kryo-server 。
协议：Dubbo
序列化：Kryo
通信：Netty4
第一步，启动服务提供者
sh benchmark.sh dubbo-kryo-server
第二步，启动服务消费者
需要新启一个终端
sh benchmark.sh dubbo-kryo-client
测试结果
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
Client.createUser thrpt 3 33.678 ? 2.656 ops/ms
Client.existUser thrpt 3 50.030 ? 3.509 ops/ms
Client.getUser thrpt 3 34.125 ? 4.886 ops/ms
Client.listUser thrpt 3 11.929 ? 1.746 ops/ms
Client.createUser avgt 3 0.955 ? 0.164 ms/op
Client.existUser avgt 3 0.642 ? 0.051 ms/op
Client.getUser avgt 3 0.940 ? 0.071 ms/op
Client.listUser avgt 3 2.603 ? 0.748 ms/op
Client.createUser sample 985106 0.973 ? 0.003 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.00 sample 0.148 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.50 sample 0.855 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.90 sample 1.147 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.95 sample 1.315 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.99 sample 5.300 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.999 sample 12.517 ms/op
Client.createUser:createUser?p0.9999 sample 21.037 ms/op
Client.createUser:createUser?p1.00 sample 31.850 ms/op
Client.existUser sample 1470527 0.652 ? 0.001 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.00 sample 0.092 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.50 sample 0.601 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.90 sample 0.800 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.95 sample 0.876 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.99 sample 1.550 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.999 sample 9.650 ms/op
Client.existUser:existUser?p0.9999 sample 14.844 ms/op
Client.existUser:existUser?p1.00 sample 30.573 ms/op
Client.getUser sample 1001893 0.957 ? 0.004 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.00 sample 0.127 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.50 sample 0.741 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.90 sample 1.401 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.95 sample 2.191 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.99 sample 5.546 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.999 sample 12.059 ms/op
Client.getUser:getUser?p0.9999 sample 24.518 ms/op
Client.getUser:getUser?p1.00 sample 49.873 ms/op
Client.listUser sample 363958 2.636 ? 0.013 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.00 sample 0.390 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.50 sample 2.071 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.90 sample 4.084 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.95 sample 6.947 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.99 sample 12.403 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.999 sample 22.940 ms/op
Client.listUser:listUser?p0.9999 sample 40.935 ms/op
Client.listUser:listUser?p1.00 sample 60.097 ms/op
4.7 小结
可能有胖友，对 JMH 的结果报告不熟悉，这里简单介绍下：
Mode ：thrpt ，throughput 的缩写，吞吐量，单位为：ops/ms ，所以需要乘以 1000 ，换算成 QPS 。
Mode ：avgt ，AverageTime 的缩写，每个操作性能结果
的时间，单位为 ms 毫秒。
Mode ：sample ，采样分布。每一行代表，代表百分之多少(
?p)的请求，在多少毫秒内。整理结果如下表：
三个测试用例，差别是序列化使用的库，所以序列化的性能，决定了整体的性能结果。
方法的性能排行是：existUser > getUser > createUser > listUser
项目的性能排行是：dubbo-fst > dubbo-kryo > dubbo-hessianlite
当然，得到这样一个测试结果，我们很自然的会有一个疑惑，既然 FST 和 Kryo 性能比 Hessian Lite 好，为什么默认选择的还是 Hessian Lite 呢？因为在 RPC 场景下，我们有跨语言的诉求，而 FST 和 Kryo 是 Java 序列化的库，不支持跨语言，而 Hessian Lite 支持。
666. 彩蛋
因为 dubbo-benchmark 项目的存在，所以整个测试的过程，体验还是比较舒服，测试也是非常顺利的。当然，还是比较期待 dubbo-benchmark 后续能更新的更牛逼：
例如说，支持更多的序列化方式，因为最新版本有了 Gson、Probufstuff 等新的序列化支持
再例如说，支持除了 Dubbo 协议之外，Rest 等等。
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