java NIO框架Mina与C++ ACE框架之性能比较

公司从事webgame和手机网游研发，webgame服务器采用C++开发，PC用户网关采用ACE实现，手机用户网关准备采用java 实现(本人对java的熟悉胜过C++),但最近的一次性能测试报告让我有点慌乱，测试结果为Mina和ACE开发的agent性能比较：

注：以下测试客户端以每秒2个包的速度发送，每包大小为132byte。过程为，模拟客户端连接网关（agent），网关连接echo（相当于逻辑处理服务），agent收到数据包后将其转发至echo，而echo将原包发送5次响应给agent，agent再将其转发给客户端，也就是说，客户端的发送和相应比=1:5（该值主要是按照对RPG游戏网络数据包的一个经验值进行的设定）

java Mina：


硬件配置：
机器1 CPU Pentium(R) Dual-Core  CPU      E2210  @ 2.20GHz
内存 2GB
机器2 CPU "Pentium(R) Dual-Core CPU E2210 @ 2.20GHz
(双核)"
内存 2GB

软件环境：
操作系统 Ubuntu 10.04 32位
Java版本 1.6.0_20-b02

测试方案说明： echo,client运行在机器1上
agent运行在机器2上
client通过百兆网卡连接到agent上，agent通过百兆网卡连接到echo上。"

测试数据：
连接数 接收(KB/sec) 发送(KB/sec) CPU
100 26.40         132.00          5
200 52.80         264.00          11
400 105.60         528.00          20
800 211.16         1055.70 31
1000 263.84         1319.20 38
2000 528.10         2640.70 77
2500 659.89         3302.18 92
3000 747.86         1782.27 98以上

说明： "CPU数据通过top获得，因为测试机是双核，该数值由top的数值的基础上除以2获得


结论： 2000人时，cpu到达77，但cpu摆动幅度仍然稳定在5%以内，且网络流量以及cpu仍然与人数成正比，2500时，虽仍与人数成正比，但cpu已到达瓶颈；3000人时，网络流量和cpu均不正常，且自动掉连接。故2000人为稳定值。


C++ ACE：

硬件配置：
机器1 CPU "Intel(R) Pentium(R) Dual CPU E2220 @ 2.40GHz
(双核)"
内存 2GB
机器2 CPU "Pentium(R) Dual-Core CPU E2210 @ 2.20GHz
(双核)"
内存 2GB

软件环境：
操作系统 Windows 2003 Server 32位

测试方案说明： "echo,client运行在机器1上
agent运行在机器2上
client通过百兆网卡连接到agent上，agent通过千兆网卡连接到echo上。"

测试数据：
连接数 接收(KB/sec) 发送(KB/sec) CPU
100 62.43         152.66         0
200 123.17         305.43         0
400 258.83         625.44         3
800 489.10         1217.37 4
1000 612.43         1520.48 5
2000 1204.34 3023.19 10
3000 1425.95 2927.76 40

说明： "CPU数据通过Windows性能计数器获得。
网络数据通过Windows性能计数器获得机器2上百兆网卡速度。"


结论： 在3000人时,发送的数量量与2000人时持平，故单线程网关处理能力已到瓶颈。


以上测试结果，虽说只是基于普通PC的测试结果，但是对于java和C++的agent都是部署到了相同配置的机器上，所以还是能明显表达两者的性能差。java版的虽说在2000人时已到达了一个较高的cpu值，但始终保持人数与cpu的正比增长；C++的结果令我很吃惊（C++版由公司另外部门所开发，测试结果也是由该部门给出），在1000人时竟然只有5%的cpu，要知道客户端可是以每秒2包，且1000并发的速率在执行，且这只是一台PC机。我后来对C++版做过简单测试，发现报告中数值基本属实，但cpu不稳定，例如在1000并发时，虽说cpu稳定在10%以下，但偶尔（大约每间隔10-30秒）会跳到30%，而后迅速降至10%以下。

补充：以上测试只针对网络性能测试，无逻辑处理，只是数据包的转发或增大倍数转发。虽说两个版本在PC机的测试都是2000人并发稳定的结果，大家可能觉得两者只是在cpu上的差别，但最终能承载人数相当，我开始也是这么认为，后将问题发送给C++部门，他们给出的答复是，他们的C++网络处理为单线程，故对双核CPU的利用最多到50%，未来更改为多线程后会有大幅度提升~ 而熟悉Mina的人都知道，Mina的processor线程默认会采用cpu核心数+1的线程数量进行网络收发，也就是说java版的已经是多线程处理了。我对java的测试结果并不是觉得有多差，但看到C++的结果，我才伤心的问自己：难道有这么大的差距吗？~~以前的用java开发的webgame同时在线做到2000多人，当时觉得已经是不错的结果，但毕竟游戏承载能力还是很关键的因素，故希望有所突破。

对于以上结果，不知道有没有高手做过类似的测试，或多java NIO和C++ IO有较深入理解，希望给出一个评定，因为基于java Mina的Agent网关，我实在看不到优化余地了（本人只专注java，C++高手不要告诉我改用C++）。我无法相信java的NIO和C++在网络编程领域会有如此大的性能差距（按cpu计算大约在7-8倍）。

评论

1 楼 rsic 2010-10-12  

测试结果不具有可比性
1、操作系统不一致
2、没有列出Mina，JDK的配置
3、C++的编译器，编译参数没有列出。
4、java部分线程组织的信息。如线程池，线程通信的模式等

如果是NIO，性能至少会达到C++ 70%
在实战中，加上大量后台处理逻辑，java与C++差距会更小