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如何用muduo實現memcached協議

編輯:關於C++

最近花了兩天時間用 muduo 部分實現了 memcached 服務器協議,代碼位於 examples/memcached/server,能通過 memcached 的大部分測試用例(incr/decr 還沒有實現)。

這不是 memcached 的替代品(它沒有實現LRU和超時功能,也沒有實現二進制協議,更沒有自己管理內 存),而是一個網絡編程的示例(代碼只有 1000 行,比 memcached 小很多),展示 muduo 風格的事 件驅動編程,以及將來性能優化的試驗品(換句話說,現在這個版本完全沒有在性能上做出任何努力) 。讀過 memcached 代碼的人可以對比這兩種編程風格的區別,memcached 的 read/write 操作穿插於 正常邏輯處理,而 muduo 的網絡數據讀寫是由庫完成,應用程序只關心消息收發,目前二者的基本 get/set 操作的性能相當。

現在 muduo 的 inspector 內置了 gperftools 的遠程 profiling 功能,memcached-debug 展示了其用法。

為什麼不必優化 set 操作(含 set/add/update/append/prepend/cas 等)的性能?

1. 比例。既然是 memcache,那麼 get:set 的比例很高,10:1 甚至更高,因此優化的重心應該是 get 而非 set。

假設 memcached 能處理 100k QPS,再假設這些操作都是 set(其實應該不到 10% 是 set),再假設所有的 set 都是串行執行的(沒有並發),那麼每次 set 的 CPU 時間不應該超過 10 us(含服務器本地的網 絡代碼運行時間,但不含網絡延遲)。而實際上一次 set 的 CPU 時間最多是 2~3 us (用 memcached-footprint 程序測得),根本不值得優化。

2. 網絡帶寬。假設一次 set 操作的 key + value 的長度是 1k bytes,TCP 的有效載荷帶寬按110MB/s估算,那麼1kB數據在千兆網上的慣 性延遲是 9us(傳輸延遲是幾十上百微秒,與此無關),也就是說服務器的網卡收到這 1kB 數據需要 花 9us 時間(從第一個字節到達到服務器到收完最後一個字節),那麼在 set 耗時 2~3 us 的情況下 再去優化它是做無用功。

3. 產生“需要更新的數據”的成本遠大於 memcached set 的開銷。 memcached 需要更新,往往是將已寫入數據庫的新數據放到 memcached 中,那麼寫數據庫的開銷遠遠 大於 memcached set 的開銷,優化 set 對提升系統整體性能沒意義。

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