Async, Swoole এবং সমান্তরাল ব্যবহার করে Tarantool-এর জন্য PHP সংযোগকারীকে ত্বরান্বিত করা

পিএইচপি ইকোসিস্টেমে বর্তমানে টারান্টুল সার্ভারের সাথে কাজ করার জন্য দুটি সংযোগকারী রয়েছে - এটি অফিসিয়াল PECL এক্সটেনশন tarantool/tarantool-php, সি তে লেখা, এবং tarantool-php/client, পিএইচপি এ লেখা। আমি পরেরটির লেখক।

এই নিবন্ধে, আমি উভয় লাইব্রেরির পারফরম্যান্স পরীক্ষার ফলাফল শেয়ার করতে চাই এবং দেখাতে চাই কিভাবে, কোডে ন্যূনতম পরিবর্তনের সাথে, আপনি 3-5 কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি পেতে পারেন (সিন্থেটিক পরীক্ষায়!).

আমরা কি পরীক্ষা করব?

আমরা উপরে উল্লিখিতদের পরীক্ষা করব সিঙ্ক্রোনাস সংযোজকগুলি অ্যাসিঙ্ক্রোনাসভাবে, সমান্তরালভাবে এবং অ্যাসিঙ্ক্রোনাস-সমান্তরালে চলছে। 🙂 আমরা নিজেরাও সংযোগকারীর কোড স্পর্শ করতে চাই না। আপনি যা চান তা অর্জন করতে বর্তমানে বেশ কয়েকটি এক্সটেনশন উপলব্ধ রয়েছে:

• সুলে - PHP-এর জন্য একটি উচ্চ-পারফরম্যান্স অ্যাসিঙ্ক্রোনাস ফ্রেমওয়ার্ক। Alibaba এবং Baidu এর মতো ইন্টারনেট জায়ান্ট দ্বারা ব্যবহৃত৷ সংস্করণ 4.1.0 থেকে একটি জাদু পদ্ধতি উপস্থিত হয়েছে SwooleRuntime::enableCoroutine(), যা আপনাকে "কোডের একটি লাইনের সাথে সিঙ্ক্রোনাস PHP নেটওয়ার্ক লাইব্রেরিগুলিকে অ্যাসিঙ্ক্রোনাসগুলিতে রূপান্তর করতে" অনুমতি দেয়৷
• Async সম্প্রতি পর্যন্ত পিএইচপি-তে অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কাজের জন্য একটি খুব প্রতিশ্রুতিশীল এক্সটেনশন ছিল। কেন সম্প্রতি পর্যন্ত? দুর্ভাগ্যবশত, আমার কাছে অজানা কারণে, লেখক সংগ্রহস্থলটি মুছে দিয়েছেন এবং প্রকল্পের ভবিষ্যত ভাগ্য অস্পষ্ট। আমি এটা ব্যবহার করতে হবে একটি কাঁটা থেকে Swoole-এর মতো, এই এক্সটেনশনটি TCP এবং TLS স্ট্রিমগুলির স্ট্যান্ডার্ড বাস্তবায়নকে তাদের অ্যাসিঙ্ক্রোনাস সংস্করণগুলির সাথে প্রতিস্থাপন করে অ্যাসিঙ্ক্রোনি সক্ষম করতে কব্জির ঝাঁকুনি দিয়ে সহজেই আপনার প্যান্ট চালু করতে দেয়। এটি বিকল্পের মাধ্যমে করা হয় "async.tcp = 1"।
• সমান্তরাল - phpdbg, apcu, pthreads, pcov, uopz-এর মতো লাইব্রেরির লেখক সুপরিচিত জো ওয়াটকিনসের কাছ থেকে একটি মোটামুটি নতুন এক্সটেনশন। এক্সটেনশনটি পিএইচপি-তে মাল্টিথ্রেডিংয়ের জন্য একটি API প্রদান করে এবং pthreads-এর প্রতিস্থাপন হিসাবে অবস্থান করে। লাইব্রেরির একটি উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতা হল এটি শুধুমাত্র PHP-এর ZTS (Zend Thread Safe) সংস্করণের সাথে কাজ করে।

আমরা কিভাবে পরীক্ষা করব?

আসুন লিখতে-আগে লগিং অক্ষম করে একটি ট্যারান্টুল উদাহরণ চালু করি (wal_mode = কোনটি নয়) এবং বর্ধিত নেটওয়ার্ক বাফার (readahead = 1 * 1024 * 1024) প্রথম বিকল্পটি ডিস্কের সাথে কাজ বাদ দেবে, দ্বিতীয়টি অপারেটিং সিস্টেম বাফার থেকে আরও অনুরোধগুলি পড়া সম্ভব করে তুলবে এবং এর ফলে সিস্টেম কলের সংখ্যা কমিয়ে আনবে।

বেঞ্চমার্কের জন্য যেগুলি ডেটার সাথে কাজ করে (সন্নিবেশ, মুছে ফেলা, পড়া ইত্যাদি), বেঞ্চমার্ক শুরু করার আগে, একটি memtx স্থান (পুনরায়) তৈরি করা হবে, যেখানে প্রাথমিক সূচক মানগুলি অর্ডারকৃত পূর্ণসংখ্যা মানের একটি জেনারেটর দ্বারা তৈরি করা হয়। (ক্রম)।
স্পেস DDL এই মত দেখায়:

space = box.schema.space.create(config.space_name, {id = config.space_id, temporary = true})
space:create_index('primary', {type = 'tree', parts = {1, 'unsigned'}, sequence = true})
space:format({{name = 'id', type = 'unsigned'}, {name = 'name', type = 'string', is_nullable = false}})

যদি প্রয়োজন হয়, বেঞ্চমার্ক চালানোর আগে, স্থানটি ফর্মের 10,000 টিপল দিয়ে ভরা হয়

{id, "tuplе_<id>"}

একটি র্যান্ডম কী মান ব্যবহার করে Tuples অ্যাক্সেস করা হয়।

বেঞ্চমার্ক নিজেই সার্ভারের কাছে একটি একক অনুরোধ, যা 10,000 বার (বিপ্লব) সম্পাদিত হয়, যা, ঘুরে, পুনরাবৃত্তিতে কার্যকর করা হয়। 5টি পুনরাবৃত্তির মধ্যে সমস্ত সময়ের বিচ্যুতি 3%* এর একটি গ্রহণযোগ্য ত্রুটির মধ্যে না হওয়া পর্যন্ত পুনরাবৃত্তিগুলি পুনরাবৃত্তি করা হয়। এর পরে, গড় ফলাফল নেওয়া হয়। প্রসেসরকে থ্রটলিং থেকে আটকাতে পুনরাবৃত্তির মধ্যে 1 সেকেন্ডের বিরতি রয়েছে। লুয়ার আবর্জনা সংগ্রহকারী প্রতিটি পুনরাবৃত্তির আগে অক্ষম করা হয় এবং এটি সম্পূর্ণ হওয়ার পরে শুরু করতে বাধ্য হয়। পিএইচপি প্রক্রিয়াটি শুধুমাত্র বেঞ্চমার্কের জন্য প্রয়োজনীয় এক্সটেনশনগুলির সাথে চালু করা হয়, আউটপুট বাফারিং সক্ষম এবং আবর্জনা সংগ্রহকারী নিষ্ক্রিয় থাকে।

* বিপ্লবের সংখ্যা, পুনরাবৃত্তি এবং ত্রুটি থ্রেশহোল্ড বেঞ্চমার্ক সেটিংসে পরিবর্তন করা যেতে পারে।

পরীক্ষার পরিবেশ

নীচে প্রকাশিত ফলাফলগুলি একটি MacBookPro (2015), অপারেটিং সিস্টেম - Fedora 30 (কার্নেল সংস্করণ 5.3.8-200.fc30.x86_64) এ তৈরি করা হয়েছে। ট্যারান্টুল প্যারামিটার সহ ডকারে চালু করা হয়েছিল "--network host".

প্যাকেজ সংস্করণ:

Tarantool: 2.3.0-115-g5ba5ed37e
ডকার: 19.03.3, বিল্ড a872fc2f86
PHP: 7.3.11 (cli) (নির্মিত: 22 অক্টোবর 2019 08:11:04)
টারান্টুল/ক্লায়েন্ট: 0.6.0
rybakit/msgpack: 0.6.1
ext-tarantool: 0.3.2 (+ 7.3 এর জন্য প্যাচ)*
ext-msgpack: 2.0.3
ext-async: 0.3.0-8c1da46
ext-swoole: 4.4.12
ext-সমান্তরাল: 1.1.3

* দুর্ভাগ্যবশত, অফিসিয়াল সংযোগকারী পিএইচপি সংস্করণ > 7.2 এর সাথে কাজ করে না। PHP 7.3 এ এক্সটেনশনটি কম্পাইল এবং চালানোর জন্য, আমাকে ব্যবহার করতে হয়েছিল প্যাচ.

Результаты

সিঙ্ক্রোনাস মোড

Tarantool প্রোটোকল একটি বাইনারি বিন্যাস ব্যবহার করে মেসেজপ্যাক বার্তাগুলিকে সিরিয়ালাইজ করতে। PECL সংযোগকারীতে, সিরিয়ালাইজেশন লাইব্রেরির গভীরতার গভীরে লুকিয়ে থাকে এবং ব্যবহারকারীল্যান্ড কোড থেকে এনকোডিং প্রক্রিয়াকে প্রভাবিত করে সম্ভব বলে মনে হয় না. একটি বিশুদ্ধ পিএইচপি সংযোগকারী, বিপরীতে, স্ট্যান্ডার্ড এনকোডার প্রসারিত করে বা আপনার নিজস্ব বাস্তবায়ন ব্যবহার করে এনকোডিং প্রক্রিয়া কাস্টমাইজ করার ক্ষমতা প্রদান করে। বাক্সের বাইরে দুটি এনকোডার পাওয়া যায়, একটির উপর ভিত্তি করে msgpack/msgpack-php (অফিসিয়াল মেসেজপ্যাক PECL এক্সটেনশন), অন্যটি চালু আছে rybakit/msgpack (বিশুদ্ধ পিএইচপিতে)।

সংযোগকারীর তুলনা করার আগে, আমরা পিএইচপি সংযোগকারীর জন্য মেসেজপ্যাক এনকোডারগুলির কার্যকারিতা পরিমাপ করব এবং আরও পরীক্ষায় আমরা একটি ব্যবহার করব যা সেরা ফলাফল দেখায়:

যদিও পিএইচপি সংস্করণ (বিশুদ্ধ) গতিতে PECL এক্সটেনশনের চেয়ে নিকৃষ্ট, বাস্তব প্রকল্পগুলিতে আমি এখনও এটি ব্যবহার করার পরামর্শ দেব rybakit/msgpack, কারণ অফিসিয়াল মেসেজপ্যাক এক্সটেনশনে ফর্ম্যাট স্পেসিফিকেশন শুধুমাত্র আংশিকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে (উদাহরণস্বরূপ, কাস্টম ডেটা প্রকারের জন্য কোনও সমর্থন নেই, যা ছাড়া আপনি দশমিক ব্যবহার করতে পারবেন না - একটি নতুন ডেটা টাইপ Tarantool 2.3-তে চালু করা হয়েছে) এবং একটি রয়েছে অন্যদের সংখ্যা সমস্যা (PHP 7.4 এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ সমস্যা সহ)। ভাল, সাধারণভাবে, প্রকল্পটি পরিত্যক্ত দেখায়।

সুতরাং, আসুন সিঙ্ক্রোনাস মোডে সংযোগকারীর কর্মক্ষমতা পরিমাপ করা যাক:

গ্রাফ থেকে দেখা যায়, PECL সংযোগকারী (Tarantool) PHP সংযোগকারীর (ক্লায়েন্ট) তুলনায় ভালো কর্মক্ষমতা দেখায়। তবে এটি আশ্চর্যের কিছু নয়, যে পরেরটি, একটি ধীর ভাষায় প্রয়োগ করা ছাড়াও, আসলে আরও কাজ করে: প্রতিটি কলের সাথে একটি নতুন বস্তু তৈরি করা হয় অনুরোধ и প্রতিক্রিয়া (নির্বাচনের ক্ষেত্রে - এছাড়াও নির্ণায়ক, এবং আপডেট/আপসার্টের ক্ষেত্রে - অপারেশনস), পৃথক সত্তা সংযোগ, ভরক и ক্রীড়াশিক্ষক তারা ওভারহেড যোগ করুন. স্পষ্টতই, নমনীয়তা একটি মূল্যে আসে। যাইহোক, সাধারণভাবে, পিএইচপি ইন্টারপ্রেটার ভাল কার্যকারিতা দেখায়, যদিও একটি পার্থক্য আছে, এটি নগণ্য এবং, সম্ভবত, পিএইচপি 7.4 এ প্রিলোডিং ব্যবহার করার সময় আরও কম হবে, পিএইচপি 8 এ জেআইটি উল্লেখ না করা।

চল এগোই. Tarantool 2.0 SQL এর জন্য সমর্থন যোগ করেছে। এসকিউএল প্রোটোকল ব্যবহার করে সিলেক্ট, ইনসার্ট, আপডেট এবং ডিলিট অপারেশন করার চেষ্টা করি এবং noSQL (বাইনারী) সমতুল্যের সাথে ফলাফলের তুলনা করি:

এসকিউএল ফলাফল খুব চিত্তাকর্ষক নয় (আমাকে মনে করিয়ে দিই যে আমরা এখনও সিঙ্ক্রোনাস মোড পরীক্ষা করছি)। যাইহোক, আমি সময়ের আগে এটি নিয়ে বিরক্ত হব না; SQL সমর্থন এখনও সক্রিয় বিকাশের অধীনে রয়েছে (তুলনামূলকভাবে সম্প্রতি, উদাহরণস্বরূপ, সমর্থন যোগ করা হয়েছিল প্রস্তুত বিবৃতি) এবং, তালিকা দ্বারা বিচার সমস্যা, SQL ইঞ্জিন ভবিষ্যতে অনেক অপ্টিমাইজেশনের মধ্য দিয়ে যাবে।

এসিঙ্ক

আচ্ছা, এখন দেখা যাক কিভাবে Async এক্সটেনশন আমাদের উপরের ফলাফলগুলি উন্নত করতে সাহায্য করতে পারে। অ্যাসিঙ্ক্রোনাস প্রোগ্রাম লেখার জন্য, এক্সটেনশন কোরোটিনের উপর ভিত্তি করে একটি API প্রদান করে, যা আমরা ব্যবহার করব। আমরা পরীক্ষামূলকভাবে খুঁজে পাই যে আমাদের পরিবেশের জন্য সর্বোত্তম সংখ্যা 25 হল:

10,000টি কোরোটিন জুড়ে 25টি অপারেশন "প্রসারিত করুন" এবং দেখুন কি হয়:

প্রতি সেকেন্ডে অপারেশনের সংখ্যা 3 গুণের বেশি বেড়েছে tarantool-php/client!

দুঃখের বিষয়, PECL সংযোগকারী ext-async দিয়ে শুরু হয়নি।

এসকিউএল সম্পর্কে কি?

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোডে বাইনারি প্রোটোকল এবং SQL এর মধ্যে পার্থক্য ত্রুটির মার্জিনের মধ্যে হয়ে গেছে।

সুলে

আবার আমরা কোরোটিনের সর্বোত্তম সংখ্যা খুঁজে বের করি, এবার Swoole-এর জন্য:

আসুন 25 এ থামি। আসুন Async এক্সটেনশনের মতো একই কৌশলটি পুনরাবৃত্তি করি - 10,000টি কোরোটিনের মধ্যে 25টি অপারেশন বিতরণ করুন। উপরন্তু, আমরা আরেকটি পরীক্ষা যোগ করব যেখানে আমরা সমস্ত কাজকে 2টি দুটি প্রক্রিয়ায় ভাগ করব (অর্থাৎ, প্রতিটি প্রক্রিয়া 5,000টি কোরোটিনে 25টি অপারেশন করবে)। ব্যবহার করে প্রসেস তৈরি করা হবে SwooleProcess.

ফলাফল:

Swole একটি প্রক্রিয়া চলাকালীন Async-এর তুলনায় কিছুটা কম ফলাফল দেখায়, কিন্তু 2টি প্রক্রিয়ার সাথে চিত্রটি নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয় (2 নম্বরটি সুযোগ দ্বারা নির্বাচিত হয়নি; আমার মেশিনে, এটি 2টি প্রক্রিয়া ছিল যা সর্বোত্তম ফলাফল দেখায়)।

যাইহোক, অ্যাসিঙ্ক এক্সটেনশনের প্রসেসগুলির সাথে কাজ করার জন্য একটি এপিআইও রয়েছে, তবে সেখানে আমি এক বা একাধিক প্রসেসে বেঞ্চমার্ক চালানো থেকে কোনও পার্থক্য লক্ষ্য করিনি (এটি সম্ভব যে আমি কোথাও গন্ডগোল করেছি)।

এসকিউএল বনাম বাইনারি প্রোটোকল:

অ্যাসিঙ্কের মতো, বাইনারি এবং SQL অপারেশনগুলির মধ্যে পার্থক্য অ্যাসিঙ্ক্রোনাস মোডে মুছে ফেলা হয়।

সমান্তরাল

যেহেতু সমান্তরাল এক্সটেনশন কোরোটিন সম্পর্কে নয়, তবে থ্রেড সম্পর্কে, আসুন সমান্তরাল থ্রেডের সর্বোত্তম সংখ্যা পরিমাপ করা যাক:

এটা আমার মেশিনে 16. আসুন 16টি সমান্তরাল থ্রেডে সংযোগকারী বেঞ্চমার্ক চালাই:

আপনি দেখতে পাচ্ছেন, ফলাফলটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস এক্সটেনশনগুলির তুলনায় আরও ভাল (2টি প্রক্রিয়াতে চলমান Swoole গণনা করা হচ্ছে না)। মনে রাখবেন যে PECL সংযোগকারীর জন্য, আপডেট এবং আপসার্ট অপারেশনগুলি খালি। এটি এই কারণে যে এই অপারেশনগুলি একটি ত্রুটির সাথে ব্যর্থ হয়েছে - আমি জানি না এটি ext-সমান্তরাল, ext-tarantool বা উভয়ের দোষ ছিল কিনা।

এখন এসকিউএল কর্মক্ষমতা তুলনা করা যাক:

সিঙ্ক্রোনাসভাবে চলমান সংযোগকারীর জন্য গ্রাফের সাথে সাদৃশ্য লক্ষ্য করুন?

একসাথে

এবং পরিশেষে, পরীক্ষিত এক্সটেনশনগুলির সামগ্রিক চিত্র দেখতে একটি গ্রাফে সমস্ত ফলাফলের সংক্ষিপ্তসার করা যাক। চার্টে একটি নতুন পরীক্ষা যোগ করা যাক, যা আমরা এখনও করিনি - আসুন সমান্তরাল* ব্যবহার করে সমান্তরালে Async coroutines চালাই। উপরের এক্সটেনশনগুলিকে একীভূত করার ধারণা ইতিমধ্যেই রয়েছে আলোচনা করা লেখক, কিন্তু কোন ঐক্যমত পৌঁছেনি, আপনি নিজেকে এটি করতে হবে.

* সমান্তরাল সহ Swoole coroutines চালু করা সম্ভব ছিল না; মনে হচ্ছে এই এক্সটেনশনগুলি বেমানান।

সুতরাং, চূড়ান্ত ফলাফল:

পরিবর্তে একটি উপসংহারের

আমার মতে, ফলাফলগুলি বেশ যোগ্য বলে প্রমাণিত হয়েছে, এবং কিছু কারণে আমি নিশ্চিত যে এটি সীমা নয়! আপনি শুধুমাত্র নিজের জন্য একটি বাস্তব প্রকল্পে এটি সিদ্ধান্ত নিতে হবে কিনা, আমি কেবল বলব যে এটি আমার জন্য একটি আকর্ষণীয় পরীক্ষা ছিল যা আপনাকে মূল্যায়ন করতে দেয় যে আপনি ন্যূনতম প্রচেষ্টার সাথে একটি সিঙ্ক্রোনাস TCP সংযোগকারী থেকে কতটা "আউট" করতে পারেন। বেঞ্চমার্কের উন্নতির জন্য আপনার যদি ধারনা থাকে, আমি আপনার পুল অনুরোধ বিবেচনা করে খুশি হব। লঞ্চ নির্দেশাবলী এবং ফলাফল সহ সমস্ত কোড আলাদাভাবে প্রকাশিত হয় সংগ্রহস্থল.

উত্স: www.habr.com