ការបង្កើនល្បឿនឧបករណ៍ភ្ជាប់ PHP សម្រាប់ Tarantool ដោយប្រើ Async, Swoole និង Parallel

នៅក្នុងប្រព័ន្ធអេកូ PHP បច្ចុប្បន្នមានឧបករណ៍ភ្ជាប់ពីរសម្រាប់ធ្វើការជាមួយម៉ាស៊ីនមេ Tarantool - នេះគឺជាផ្នែកបន្ថែម PECL ផ្លូវការ tarantool/tarantool-phpសរសេរជា C និង tarantool-php/អតិថិជនសរសេរក្នុង PHP ។ ខ្ញុំជាអ្នកនិពន្ធនៃរឿងក្រោយនេះ។

នៅក្នុងអត្ថបទនេះ ខ្ញុំចង់ចែករំលែកលទ្ធផលនៃការធ្វើតេស្តការអនុវត្តនៃបណ្ណាល័យទាំងពីរ និងបង្ហាញពីរបៀបជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរតិចតួចបំផុតចំពោះកូដ អ្នកអាចសម្រេចបាននូវការកើនឡើងនៃការអនុវត្ត 3-5 (នៅលើការធ្វើតេស្តសំយោគ!).

តើយើងនឹងសាកល្បងអ្វី?

យើងនឹងសាកល្បងអ្វីដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ សមកាលកម្ម ឧបករណ៍ភ្ជាប់ដំណើរការដោយអសមកាល ស្របគ្នា និងអសមកាល-ប៉ារ៉ាឡែល។ 🙂 យើងក៏មិនចង់ប៉ះលេខកូដរបស់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ខ្លួនឯងដែរ។ បច្ចុប្បន្នមានផ្នែកបន្ថែមជាច្រើនដែលអាចរកបានដើម្បីសម្រេចបាននូវអ្វីដែលអ្នកចង់បាន៖

• Swoole - ក្របខ័ណ្ឌ asynchronous ដំណើរការខ្ពស់សម្រាប់ PHP ។ ប្រើដោយក្រុមហ៊ុនអ៊ីនធឺណិតយក្សដូចជា Alibaba និង Baidu ។ ចាប់តាំងពីកំណែ 4.1.0 វិធីសាស្រ្តវេទមន្តបានបង្ហាញខ្លួន SwooleRuntime ::enableCoroutine()ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នក "បំប្លែងបណ្ណាល័យបណ្តាញ PHP ដែលធ្វើសមកាលកម្មទៅជាអសមកាលជាមួយកូដតែមួយ។"
• រហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ Async គឺជាផ្នែកបន្ថែមដ៏ជោគជ័យមួយសម្រាប់ការងារអសមកាលនៅក្នុង PHP ។ ហេតុអ្វីរហូតមកដល់ពេលថ្មីៗនេះ? ជាអកុសល សម្រាប់ហេតុផលដែលខ្ញុំមិនស្គាល់ អ្នកនិពន្ធបានលុបឃ្លាំង ហើយជោគវាសនាអនាគតនៃគម្រោងគឺមិនច្បាស់លាស់។ ខ្ញុំនឹងត្រូវប្រើវា។ មួយ ពីសម។ ដូច Swoole កម្មវិធីបន្ថែមនេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកបើកខោរបស់អ្នកបានយ៉ាងងាយស្រួលដោយប្រើកដៃដើម្បីបើកដំណើរការអសមកាលដោយជំនួសការអនុវត្តស្តង់ដារនៃការផ្សាយ TCP និង TLS ជាមួយនឹងកំណែអសមកាលរបស់ពួកគេ។ នេះត្រូវបានធ្វើតាមរយៈជម្រើស "async.tcp = 1"។
• ប៉ារ៉ាឡែល - ផ្នែកបន្ថែមថ្មីដោយយុត្តិធម៌ពី Joe Watkins ដ៏ល្បី អ្នកនិពន្ធនៃបណ្ណាល័យដូចជា phpdbg, apcu, pthreads, pcov, uopz ។ ផ្នែកបន្ថែមផ្តល់នូវ API សម្រាប់ multithreading នៅក្នុង PHP ហើយត្រូវបានដាក់ជំនួសសម្រាប់ pthreads ។ ដែនកំណត់សំខាន់នៃបណ្ណាល័យគឺថាវាដំណើរការតែជាមួយកំណែ ZTS (Zend Thread Safe) នៃ PHP ប៉ុណ្ណោះ។

តើយើងនឹងធ្វើតេស្តដោយរបៀបណា?

តោះចាប់ផ្តើមកម្មវិធី Tarantool ជាមួយនឹងការកត់ត្រាទុកមុនបិទ (wal_mode = គ្មាន) និងការកើនឡើងបណ្តាញបណ្ដោះអាសន្ន (readahead = 1 * 1024 * 1024) ជម្រើសទីមួយនឹងលុបបំបាត់ការងារជាមួយឌីស ទីពីរនឹងធ្វើឱ្យវាអាចអានសំណើបន្ថែមពីសតិបណ្ដោះអាសន្នប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ ហើយដោយហេតុនេះកាត់បន្ថយចំនួននៃការហៅប្រព័ន្ធ។

សម្រាប់គោលដែលដំណើរការជាមួយទិន្នន័យ (ការបញ្ចូល ការលុប ការអាន។ (លំដាប់) ។
ចន្លោះ DDL មើលទៅដូចនេះ៖

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}})

បើចាំបាច់ មុនពេលដំណើរការតារាងពិន្ទុ ចន្លោះត្រូវបានបំពេញដោយ 10,000 tuples នៃទម្រង់

{id, "tuplе_<id>"}

Tuples ត្រូវបានចូលប្រើដោយប្រើតម្លៃសោចៃដន្យ។

ស្តង់ដារខ្លួនវាគឺជាសំណើតែមួយទៅកាន់ម៉ាស៊ីនមេ ដែលត្រូវបានប្រតិបត្តិ 10,000 ដង (បដិវត្តន៍) ដែលនៅក្នុងវេនត្រូវបានប្រតិបត្តិម្តងទៀត។ ការ​ធ្វើ​ដដែលៗ​ត្រូវ​បាន​ធ្វើ​ឡើង​វិញ​រហូត​ទាល់​តែ​គម្លាត​គ្រប់​ពេល​រវាង​ការ​ធ្វើ​ឡើង​វិញ 5 គឺ​ស្ថិត​ក្នុង​កំហុស​ដែល​អាច​ទទួល​យក​បាន 3%*។ បន្ទាប់ពីនេះលទ្ធផលជាមធ្យមត្រូវបានយក។ មានការផ្អាក 1 វិនាទីរវាងការធ្វើម្តងទៀតដើម្បីការពារខួរក្បាលពីការបិទបើក។ អ្នកប្រមូលសំរាមរបស់ Lua ត្រូវបានបិទមុនពេលដំណើរការឡើងវិញនីមួយៗ ហើយត្រូវបានបង្ខំឱ្យចាប់ផ្តើមបន្ទាប់ពីវាបញ្ចប់។ ដំណើរការ PHP ត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការតែជាមួយផ្នែកបន្ថែមដែលចាំបាច់សម្រាប់គោល ដោយមានដំណើរការសតិបណ្ដោះអាសន្នលទ្ធផល ហើយឧបករណ៍ប្រមូលសំរាមត្រូវបានបិទ។

* ចំនួននៃបដិវត្តន៍ ការធ្វើម្តងទៀត និងកម្រិតនៃកំហុសអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងការកំណត់គោល។

បរិយាកាសសាកល្បង

លទ្ធផលដែលបានបោះពុម្ពខាងក្រោមត្រូវបានធ្វើឡើងនៅលើ MacBookPro (2015) ប្រព័ន្ធប្រតិបត្តិការ - Fedora 30 (កំណែខឺណែល 5.3.8-200.fc30.x86_64) ។ Tarantool ត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការនៅក្នុង docker ជាមួយនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រ "--network host".

កំណែកញ្ចប់៖

Tarantool: 2.3.0-115-g5ba5ed37e
Docker៖ 19.03.3 បង្កើត a872fc2f86
PHP៖ 7.3.11 (cli) (បង្កើត៖ ថ្ងៃទី 22 ខែតុលា ឆ្នាំ 2019 ម៉ោង 08:11:04)
tarantool/អតិថិជន៖ 0.6.0
rybakit/msgpack: 0.6.1
ext-tarantool៖ 0.3.2 (+ បំណះសម្រាប់ 7.3)*
ext-msgpack៖ ២.០.៣
ext-async៖ 0.3.0-8c1da46
ext-swoole៖ ៤.៤.១២
ext-parallel៖ ១.១.៣

* ជាអកុសល ឧបករណ៍ភ្ជាប់ផ្លូវការមិនដំណើរការជាមួយកំណែ PHP > 7.2 ទេ។ ដើម្បីចងក្រង និងដំណើរការផ្នែកបន្ថែមនៅលើ PHP 7.3 ខ្ញុំត្រូវប្រើ បំណះ.

Результаты

របៀបធ្វើសមកាលកម្ម

ពិធីការ Tarantool ប្រើទម្រង់គោលពីរ កញ្ចប់សារ ដើម្បីតម្រៀបសារ។ នៅក្នុងឧបករណ៍ភ្ជាប់ PECL សៀរៀលត្រូវបានលាក់យ៉ាងជ្រៅនៅក្នុងជម្រៅនៃបណ្ណាល័យ ហើយប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការអ៊ិនកូដពីលេខកូដតំបន់អ្នកប្រើប្រាស់ មើលទៅមិនអាចទៅរួច. ផ្ទុយទៅវិញ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ PHP សុទ្ធផ្តល់នូវសមត្ថភាពក្នុងការកំណត់ដំណើរការអ៊ិនកូដតាមបំណង ដោយពង្រីកកម្មវិធីបំលែងកូដស្តង់ដារ ឬដោយប្រើការអនុវត្តផ្ទាល់របស់អ្នក។ មានឧបករណ៍បំប្លែងពីរដែលអាចរកបានចេញពីប្រអប់ មួយគឺផ្អែកលើ msgpack/msgpack-php (ផ្នែកបន្ថែម MessagePack PECL ផ្លូវការ) មួយទៀតគឺបើក rybakit/msgpack (ក្នុង PHP សុទ្ធ) ។

មុនពេលប្រៀបធៀបឧបករណ៍ភ្ជាប់ យើងនឹងវាស់ស្ទង់ដំណើរការនៃកម្មវិធីអ៊ិនកូដ MessagePack សម្រាប់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ PHP ហើយនៅក្នុងការធ្វើតេស្តបន្ថែមទៀត យើងនឹងប្រើឧបករណ៍ដែលបង្ហាញលទ្ធផលល្អបំផុត៖

ទោះបីជាកំណែ PHP (Pure) ទាបជាងផ្នែកបន្ថែម PECL ក្នុងល្បឿនក៏ដោយ ក្នុងគម្រោងពិត ខ្ញុំនៅតែណែនាំឱ្យប្រើវា rybakit/msgpackពីព្រោះនៅក្នុងផ្នែកបន្ថែម MessagePack ផ្លូវការ ការកំណត់ទម្រង់គឺត្រូវបានអនុវត្តតែផ្នែកខ្លះប៉ុណ្ណោះ (ឧទាហរណ៍ មិនមានការគាំទ្រសម្រាប់ប្រភេទទិន្នន័យផ្ទាល់ខ្លួនទេ ដោយគ្មាននោះអ្នកនឹងមិនអាចប្រើលេខទសភាគបានទេ - ប្រភេទទិន្នន័យថ្មីដែលបានណែនាំនៅក្នុង Tarantool 2.3) និងមាន ចំនួនអ្នកដទៃ បញ្ហា (រួមទាំងបញ្ហាភាពឆបគ្នាជាមួយ PHP 7.4) ។ ជាការប្រសើរណាស់, ជាទូទៅ, គម្រោងនេះមើលទៅត្រូវបានបោះបង់ចោល។

ដូច្នេះ ចូរយើងវាស់ស្ទង់ដំណើរការរបស់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ក្នុងរបៀបសមកាលកម្ម៖

ដូចដែលអាចមើលឃើញពីក្រាហ្វ ឧបករណ៍ភ្ជាប់ PECL (Tarantool) បង្ហាញដំណើរការប្រសើរជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧបករណ៍ភ្ជាប់ PHP (អតិថិជន) ។ ប៉ុន្តែនេះមិនមែនជារឿងគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលនោះទេ ដោយព្រោះថា ក្រោយមកទៀត បន្ថែមពីលើការអនុវត្តជាភាសាយឺត វាពិតជាដំណើរការបានច្រើនជាងមុន៖ វត្ថុថ្មីត្រូវបានបង្កើតជាមួយនឹងការហៅនីមួយៗ។ សំណើរសុំ и ការឆ្លើយតប (ក្នុងករណីជ្រើសរើស - ផងដែរ។ លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យហើយក្នុងករណីអាប់ដេត/អាប់ដេត - ប្រតិបត្ដិការ) អង្គភាពដាច់ដោយឡែក ការតភ្ជាប់, ផាកកឺ и កម្មវិធីដោះស្រាយ ពួកគេក៏បន្ថែមពីលើផងដែរ។ ជាក់ស្តែង ភាពបត់បែនបានមកក្នុងតម្លៃមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយជាទូទៅអ្នកបកប្រែ PHP បង្ហាញពីដំណើរការល្អទោះបីជាមានភាពខុសប្លែកគ្នាក៏ដោយវាមិនសំខាន់ទេហើយប្រហែលជាតិចជាងនៅពេលប្រើការផ្ទុកជាមុននៅក្នុង PHP 7.4 មិនមែននិយាយពី JIT នៅក្នុង PHP 8 ទេ។

តោះបន្តទៅមុខទៀត។ Tarantool 2.0 បានបន្ថែមការគាំទ្រសម្រាប់ SQL ។ តោះព្យាយាមអនុវត្តប្រតិបត្តិការជ្រើសរើស បញ្ចូល ធ្វើបច្ចុប្បន្នភាព និងលុបដោយប្រើពិធីការ SQL ហើយប្រៀបធៀបលទ្ធផលជាមួយនឹងសមមូល noSQL (ប្រព័ន្ធគោលពីរ)៖

លទ្ធផល SQL មិនគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងទេ (ខ្ញុំសូមរំលឹកអ្នកថាយើងកំពុងសាកល្បងរបៀបសមកាលកម្ម) ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ខ្ញុំនឹងមិនមានការខកចិត្តចំពោះរឿងនេះមុនពេលវេលាទេ ការគាំទ្រ SQL នៅតែស្ថិតក្រោមការអភិវឌ្ឍន៍សកម្ម (ឧទាហរណ៍ថ្មីៗនេះ ការគាំទ្រត្រូវបានបន្ថែម សេចក្តីថ្លែងការណ៍ដែលបានរៀបចំ) និងវិនិច្ឆ័យដោយបញ្ជី បញ្ហាម៉ាស៊ីន SQL នឹងឆ្លងកាត់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពមួយចំនួននាពេលអនាគត។

អសមកាល

ឥឡូវនេះសូមមើលពីរបៀបដែលផ្នែកបន្ថែម Async អាចជួយយើងកែលម្អលទ្ធផលខាងលើ។ ដើម្បីសរសេរកម្មវិធីអសមកាល កម្មវិធីបន្ថែមផ្តល់នូវ API ផ្អែកលើ coroutines ដែលយើងនឹងប្រើ។ យើងរកឃើញជាក់ស្តែងថាចំនួនដ៏ល្អប្រសើរនៃ coroutines សម្រាប់បរិស្ថានរបស់យើងគឺ 25:

"រីករាលដាល" ប្រតិបត្តិការ 10,000 នៅទូទាំង 25 ទម្លាប់ ហើយមើលថាមានអ្វីកើតឡើង៖

ចំនួននៃប្រតិបត្តិការក្នុងមួយវិនាទីបានកើនឡើងច្រើនជាង 3 ដងសម្រាប់ tarantool-php/អតិថិជន!

ជាអកុសល ឧបករណ៍ភ្ជាប់ PECL មិនបានចាប់ផ្តើមជាមួយ ext-async ទេ។

ចុះ SQL វិញ?

ដូចដែលអ្នកអាចឃើញនៅក្នុងរបៀបអសមកាលភាពខុសគ្នារវាងពិធីការប្រព័ន្ធគោលពីរ និង SQL បានក្លាយជាកំហុស។

Swoole

ជាថ្មីម្តងទៀតយើងរកឃើញចំនួនដ៏ល្អប្រសើរនៃ coroutines លើកនេះសម្រាប់ Swoole៖

តោះឈប់ត្រឹមម៉ោង 25។ ចូរយើងនិយាយឡើងវិញនូវល្បិចដូចគ្នាជាមួយនឹងផ្នែកបន្ថែម Async - ចែកចាយប្រតិបត្តិការ 10,000 រវាង 25 coroutines។ លើសពីនេះទៀត យើងនឹងបន្ថែមការសាកល្បងមួយទៀត ដែលយើងនឹងបែងចែកការងារទាំងអស់ជា 2 ដំណើរការពីរ (នោះគឺដំណើរការនីមួយៗនឹងអនុវត្ត 5,000 ប្រតិបត្តិការក្នុង 25 coroutines)។ ដំណើរការនឹងត្រូវបានបង្កើតដោយប្រើ ដំណើរការ Swoole.

លទ្ធផល៖

Swole បង្ហាញលទ្ធផលទាបជាងបន្តិចបើប្រៀបធៀបទៅនឹង Async នៅពេលដំណើរការក្នុងដំណើរការមួយ ប៉ុន្តែជាមួយនឹងដំណើរការ 2 រូបភាពផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង (លេខ 2 មិនត្រូវបានជ្រើសរើសដោយចៃដន្យទេ នៅលើម៉ាស៊ីនរបស់ខ្ញុំ វាគឺជាដំណើរការ 2 ដែលបង្ហាញលទ្ធផលល្អបំផុត)។

ដោយវិធីនេះ ផ្នែកបន្ថែម Async ក៏មាន API សម្រាប់ធ្វើការជាមួយដំណើរការផងដែរ ប៉ុន្តែនៅទីនោះ ខ្ញុំមិនបានកត់សម្គាល់ពីភាពខុសគ្នាណាមួយពីការដំណើរការគោលនៅក្នុងដំណើរការមួយ ឬច្រើនទេ (វាអាចទៅរួចដែលថាខ្ញុំរញ៉េរញ៉ៃនៅកន្លែងណាមួយ)។

SQL vs binary protocol:

ដូចនឹង Async ភាពខុសគ្នារវាងប្រតិបត្តិការគោលពីរ និង SQL ត្រូវបានលុបចោលក្នុងរបៀបអសមកាល។

ប៉ារ៉ាឡែល

ដោយសារផ្នែកបន្ថែម Parallel មិនមែននិយាយអំពី coroutines ទេ ប៉ុន្តែអំពី threads ចូរវាស់ចំនួនដ៏ល្អប្រសើរនៃ threads ប៉ារ៉ាឡែល៖

វាគឺ 16 នៅលើម៉ាស៊ីនរបស់ខ្ញុំ។ តោះដំណើរការចំណុចប្រទាក់ឧបករណ៍ភ្ជាប់នៅលើ 16 ខ្សែប៉ារ៉ាឡែល៖

ដូចដែលអ្នកអាចមើលឃើញ លទ្ធផលគឺប្រសើរជាងជាមួយនឹងផ្នែកបន្ថែមអសមកាល (មិនរាប់បញ្ចូល Swoole ដែលដំណើរការលើដំណើរការ 2)។ ចំណាំថាសម្រាប់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ PECL ប្រតិបត្តិការអាប់ដេត និងអាប់ដេតគឺទទេ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាប្រតិបត្តិការទាំងនេះបានបរាជ័យជាមួយនឹងកំហុសមួយ - ខ្ញុំមិនដឹងថាតើវាជាកំហុសនៃ ext-parallel, ext-tarantool ឬទាំងពីរ។

ឥឡូវយើងប្រៀបធៀបការអនុវត្ត SQL៖

កត់សម្គាល់ភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយក្រាហ្វសម្រាប់ឧបករណ៍ភ្ជាប់ដែលដំណើរការក្នុងពេលដំណាលគ្នា?

រួមគ្នា

ហើយចុងក្រោយ សូមសង្ខេបលទ្ធផលទាំងអស់ក្នុងក្រាហ្វមួយ ដើម្បីមើលរូបភាពរួមសម្រាប់ផ្នែកបន្ថែមដែលបានសាកល្បង។ សូមបន្ថែមការសាកល្បងថ្មីមួយទៅក្នុងតារាងដែលយើងមិនទាន់បានធ្វើនៅឡើយ យើងនឹងដំណើរការ Async coroutines ស្របគ្នាដោយប្រើ Parallel*។ គំនិតនៃការរួមបញ្ចូលផ្នែកបន្ថែមខាងលើគឺមានរួចហើយ ត្រូវបានពិភាក្សា អ្នកនិពន្ធ ប៉ុន្តែមិនមានការឯកភាពគ្នាទេ អ្នកនឹងត្រូវធ្វើវាដោយខ្លួនឯង។

* វាមិនអាចទៅរួចទេក្នុងការបើកដំណើរការ Swoole coroutines ជាមួយ Parallel វាហាក់ដូចជាថាផ្នែកបន្ថែមទាំងនេះមិនឆបគ្នា។

ដូច្នេះលទ្ធផលចុងក្រោយ៖

ជំនួសឱ្យការសន្និដ្ឋានមួយ

តាមគំនិតរបស់ខ្ញុំ លទ្ធផលបានប្រែទៅជាសក្តិសម ហើយសម្រាប់ហេតុផលមួយចំនួនខ្ញុំប្រាកដថានេះមិនមែនជាដែនកំណត់ទេ! មិនថាអ្នកត្រូវការការសម្រេចចិត្តនេះនៅក្នុងគម្រោងពិតប្រាកដសម្រាប់តែខ្លួនអ្នកទេ ខ្ញុំនឹងនិយាយថាសម្រាប់ខ្ញុំ វាជាការពិសោធន៍គួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ដែលអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកវាយតម្លៃថាតើអ្នកអាច "ច្របាច់" ចេញពីឧបករណ៍ភ្ជាប់ TCP ស្របគ្នាជាមួយនឹងការខិតខំប្រឹងប្រែងតិចតួចបំផុត។ ប្រសិនបើអ្នកមានគំនិតសម្រាប់ការកែលម្អស្តង់ដារ ខ្ញុំនឹងរីករាយក្នុងការពិចារណាសំណើរទាញរបស់អ្នក។ លេខកូដទាំងអស់ដែលមានការណែនាំ និងលទ្ធផលត្រូវបានបោះពុម្ពដោយឡែក ឃ្លាំង.

ប្រភព: www.habr.com