10 प्रोग्रामिंग भाषांमधील आवृत्त्यांमध्ये नेटवर्क ड्रायव्हरच्या कामगिरीची तुलना

जर्मन विद्यापीठांतील संशोधकांचा एक गट प्रकाशित परिणाम प्रयोग, ज्या दरम्यान 10-gigabit Intel Ixgbe (X10xx) नेटवर्क कार्ड्ससाठी मानक ड्रायव्हरच्या 5 आवृत्त्या वेगवेगळ्या प्रोग्रामिंग भाषांमध्ये विकसित केल्या गेल्या. ड्रायव्हर युजर स्पेसमध्ये चालतो आणि C, Rust, Go, C#, Java, OCaml, Haskell, Swift, JavaScript आणि Python मध्ये कार्यान्वित केला जातो. कोड लिहिताना, प्रत्येक भाषेची वैशिष्ट्ये विचारात घेऊन, शक्य तितकी सर्वोत्तम कामगिरी साध्य करण्यावर मुख्य फोकस होता. सर्व पर्याय कार्यक्षमतेमध्ये एकसारखे आहेत आणि कोडच्या अंदाजे 1000 ओळींचा समावेश आहे. प्रकल्प विकास प्रसार BSD परवान्या अंतर्गत.

ड्रायव्हरची रस्ट आवृत्ती सी भाषेतील संदर्भ ड्रायव्हरच्या कार्यक्षमतेच्या अगदी जवळ असल्याचे दिसून आले. 32 पॅकेट्सचे ब्लॉक्स एकाच वेळी पाठवण्याच्या लोड अंतर्गत, रस्ट ड्रायव्हर थोडा मागे होता, परंतु प्रति ब्लॉक 32 पेक्षा जास्त पॅकेट्स असलेल्या चाचण्यांमध्ये, गती व्यावहारिकपणे सी ड्रायव्हरपेक्षा वेगळी नव्हती आणि 28 दशलक्ष प्रक्रियेच्या पातळीवर कामगिरी दर्शविली. Xeon CPU E3-1230 v2 3.3 GHz सह सर्व्हरवर प्रति सेकंद पॅकेट.

कार्यक्षमतेच्या बाबतीत पुढील स्थान गो आणि सी# भाषांमधील ड्रायव्हर्सनी व्यापले होते, ज्याने अगदी जवळचे परिणाम दाखवले (गो ड्रायव्हरने 16 पॅकेट्सपर्यंत ब्लॉक असलेल्या चाचण्यांमध्ये विजय मिळवला आणि 16 पेक्षा जास्त पॅकेट्सच्या चाचण्यांमध्ये तो किंचित गमावू लागला. ब्लॉकमध्ये). प्रति ब्लॉक 256 पॅकेट्ससह, C# ड्रायव्हरची कमाल कामगिरी अंदाजे 28 दशलक्ष पॅकेट प्रति सेकंद होती आणि गो ड्रायव्हर प्रति सेकंद अंदाजे 25 दशलक्ष पॅकेट्स होती.

पुढे, अगदी जवळच्या निकालांसह, साठी ड्रायव्हर्स होते
Java, OCaml आणि Haskell, जे आधीपासून विचारात घेतलेल्या पर्यायांपेक्षा लक्षणीयरीत्या मागे होते आणि प्रति सेकंद 12 दशलक्ष पॅकेट्सवर मात करू शकले नाहीत. स्विफ्ट आणि JavaScript ड्रायव्हर्सने आणखी जास्त अंतर दाखवले, ते प्रति सेकंद 5 दशलक्ष पॅकेट्सच्या पातळीवर प्रवाहांवर प्रक्रिया करण्यास सक्षम होते.

पायथन ड्रायव्हरने शीर्ष रँकिंग पूर्ण केले, जे प्रति सेकंद केवळ 0.14 दशलक्ष पॅकेट्सवर प्रक्रिया करण्यास सक्षम होते. Python अंमलबजावणीचा वापर JIT शिवाय आणि विशिष्ट ऑप्टिमायझेशनशिवाय इंटरप्रिटरच्या गतीचे मूल्यांकन करण्यासाठी केला गेला (कोड CPython 3.7 वापरून कार्यान्वित केला गेला आणि PyPy शी सुसंगत नव्हता, परंतु डेटा स्टोरेज स्ट्रक्चर्सचे ऑप्टिमायझेशन सुमारे 10 पटीने कार्यप्रदर्शन सुधारू शकते याची नोंद आहे. ).

याव्यतिरिक्त, बफरिंगची प्रभावीता आणि कचरा गोळा करणाऱ्याचा प्रभाव दर्शविण्यासाठी विलंब चाचण्या केल्या गेल्या. चाचणीने प्रत्येक पॅकेट पाठवलेल्या अचूक वेळेच्या तुलनेत ड्रायव्हरद्वारे पाठविल्यानंतर विलंबता मोजली गेली. नेते अजूनही सी आणि रस्ट ड्रायव्हर्स होते, ज्याचे परिणाम 1 दशलक्ष पॅकेट्स प्रति सेकंद (अंदाजे 20 µs) च्या प्रवाहासाठी व्यावहारिकदृष्ट्या अभेद्य होते. गो ड्रायव्हरने उत्तम कामगिरी केली, लीडर्सपेक्षा थोडेसे मागे राहून आणि 20 µs च्या पातळीवर राहूनही. C# ड्रायव्हरने अंदाजे 50 µs चा विलंब दर्शविला.
JavaScript आणि Java ड्राइव्हर्स् (300 µs पेक्षा जास्त विलंब) द्वारे सर्वात जास्त विलंब दर्शविला गेला.

सी पेक्षा उच्च-स्तरीय भाषांमध्ये ड्रायव्हर्स आणि ऑपरेटिंग सिस्टम घटक विकसित करण्याच्या शक्यतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी हा अभ्यास केला गेला. सध्या, लिनक्समधील 39 पैकी 40 मेमरी समस्या ड्रायव्हर्सशी संबंधित आहेत, त्यामुळे अधिक सुरक्षित भाषा वापरणे आणि ड्रायव्हर्सना कर्नलच्या बाहेर आणि वापरकर्त्याच्या जागेत हलविण्याच्या समस्या संबंधित रहा आणि उत्पादक आधीच या दिशेने सक्रियपणे प्रयोग करत आहेत (उदाहरणार्थ, Google ने OS साठी TCP स्टॅक विकसित केला आहे. फूहसिया गो भाषेत, CloudFlare कंपनी तयार केले रस्टमध्ये QUIC प्रोटोकॉलची अंमलबजावणी, Apple ने मोबाइल डिव्हाइसवरील TCP स्टॅक वापरकर्त्याच्या जागेत हलवले आहे).

कामाच्या दरम्यान, असा निष्कर्ष काढला गेला की ड्रायव्हरच्या विकासासाठी रस्ट भाषा ही सर्वोत्तम उमेदवार आहे. रस्टची क्षमता सी ड्रायव्हर्सच्या तुलनेत अंदाजे 2% ते 10% कार्यक्षमता कमी होण्याच्या खर्चावर कमी-स्तरीय मेमरी व्यवस्थापनाशी संबंधित समस्या दूर करते. Go आणि C# देखील अशा परिस्थितीत सिस्टीम घटक तयार करण्यासाठी योग्य मानले जातात जेथे कचरा संकलनामुळे होणारी सब-मिलिसेकंद विलंब स्वीकार्य आहे.

स्त्रोत: opennet.ru