横向压力测试:Ruby on Rails PK CakePHP-51CTO.COM

Ruby on Rails以优雅的MVC架构闻名，这个架构如此诱人和美丽，而CakePHP则是PHP开发中常用的框架之一。如果你不想束缚于传统的PHP的砖头式开发，那么你可以尝试转向MVC架构，不过Rails的性能和部署问题一直让人担心。

两者对比的话题在网上众说纷纭，很少见到客观而有说服力的论证和充分模拟实际环境下的压力测评。作为架构选型的重要决定，我们既不能人云亦云，更不可凭空臆想，一定要有充分的测试数据才能帮助做出正确的决定。

心动不如行动，立刻着手安排了仿真环境测试。第一步是设计测试方案：

压力测试的目标集中在Ruby On Rails和CakePHP的效率，所以采用同样的Nginx生产环境，但避开所有数据库操作以避免瓶颈转嫁到数据库影响结果。

代码的主要部分都是通过输出128000个4位的十进制随机数，来模拟总计约500KB的页面数据输出。调用的指令都很基本，对脚本测试来说很公平。

不过既然是虚拟高压力测试，实际环境中数据库读写等操作的时间开销应该有一个仿真替代，所以通过Sleep 200ms来仿真具有高度数据压力的服务端。当然我们都知道Sleep是没有真实的cpu开销的，所以不会影响测试结果的公平。

测试工具使用经典的ApacheBench。先后测试10并发100请求(-c 10 -n 100) 的中等压力，和200并发5000请求(-c 200 -n 5000)高压测试。

环境

OS: FreeBSD 8.1  
CPU: Intel 4核心 Core 2  
RAM: 4GB 内存  
PHP环境：nginx+php-fpm(5.3.3)+APC  
Rails环境：nginx+passenger+Ruby(1.8.7) on Rails(3.0.0)  
所有软件均使用ports安装

fpm的优化配置：

pm.max_children = 1000 
pm.start_servers = 20 
pm.min_spare_servers = 5 
pm.max_spare_servers = 1000

passenger的优化配置（nginx.conf）：

passenger_max_pool_size 300;//4GB内存最大的允许值，再追加便无法启动passenger

通过Rails脚本创建Test App：

rails new dummy

Ruby on Rails 代码：

// app/controller/test_controller.rb  
class TestController < ApplicationController 
  def index  
    sleep(0.2)  
  end  
end// app/views/test/index.html.rb  
<% 128000.times do %><%=rand(8999)+1000%><% end %>

PHP代码：

// vsruby.php  
php   
 
usleep(200000);  
echo "<html><head>head><body>";  
for($i = 0; $i < 128000;$i++)  
{  
  echo mt_rand(8999,9999);  
}  
 
echo "body>html>";

CakePHP代码：

// CakePHP  
// app/controller/test_controller.php  
php 
  class TestController extends AppController {  
   var $name = 'Test';  
   function index()  
   {  
    usleep(200000);  
   }  
  } // CakePHP  
// app/views/test/index.ctp  
php 
for($i = 0; $i < 128000;$i++)  
{  
  echo mt_rand(8999,9999);  
}  
?>

#p#

10并发100个请求：

// Ruby on Rails  
// CPU usage: 100%  
Server Software:        nginx/0.8.52  
Server Hostname:        127.0.0.1  
Server Port:            80  
 
Document Path:          /test/  
Document Length:        512731 bytes  
 
Concurrency Level:      10  
Time taken for tests:   40.939 seconds  
Complete requests:      100  
Failed requests:        0  
Write errors:           0  
Total transferred:      51334500 bytes  
HTML transferred:       51273100 bytes  
Requests per second:    2.44 [#/sec] (mean)  
Time per request:       4093.898 [ms] (mean)  
Time per request:       409.390 [ms] (mean, across all concurrent requests)  
Transfer rate:          1224.54 [Kbytes/sec] received  
 
Connection Times (ms)  
              min  mean[+/-sd] median   max  
Connect:        0    0   0.0      0       0  
Processing:  1231 4036 3167.1   3149   16396  
Waiting:     1203 2428 2533.7   1625   15683  
Total:       1231 4036 3167.1   3150   16396  
 
Percentage of the requests served within a certain time (ms)  
  50%   3150  
  66%   3353  
  75%   3679  
  80%   3893  
  90%  12307  
  95%  12307  
  98%  16108  
  99%  16396  
 100%  16396 (longest request)//php  
//CPU usage: 20-30%  
 
Server Software:        nginx/0.8.52  
Server Hostname:        127.0.0.1  
Server Port:            80  
 
Document Path:          /php/  
Document Length:        512039 bytes  
 
Concurrency Level:      10  
Time taken for tests:   4.144 seconds  
Complete requests:      100  
Failed requests:        0  
Write errors:           0  
Total transferred:      51218600 bytes  
HTML transferred:       51203900 bytes  
Requests per second:    24.13 [#/sec] (mean)  
Time per request:       414.389 [ms] (mean)  
Time per request:       41.439 [ms] (mean, across all concurrent requests)  
Transfer rate:          12070.36 [Kbytes/sec] received  
 
Connection Times (ms)  
              min  mean[+/-sd] median   max  
Connect:        0    0   0.1      0       0  
Processing:   400  405  14.0    403     502  
Waiting:      201  205   3.1    204     218  
Total:        400  405  14.0    403     502  
 
Percentage of the requests served within a certain time (ms)  
  50%    403  
  66%    404  
  75%    405  
  80%    405  
  90%    408  
  95%    409  
  98%    501  
  99%    502  
 100%    502 (longest request)// CakePHP  
 
Server Software:        nginx/0.8.52  
Server Hostname:        127.0.0.1  
Server Port:            80  
 
Document Path:          /cakephp/  
Document Length:        512652 bytes  
 
Concurrency Level:      10  
Time taken for tests:   4.036 seconds  
Complete requests:      100  
Failed requests:        0  
Write errors:           0  
Total transferred:      51291900 bytes  
HTML transferred:       51265200 bytes  
Requests per second:    24.78 [#/sec] (mean)  
Time per request:       403.553 [ms] (mean)  
Time per request:       40.355 [ms] (mean, across all concurrent requests)  
Transfer rate:          12412.20 [Kbytes/sec] received  
 
Connection Times (ms)  
              min  mean[+/-sd] median   max  
Connect:        0    0   0.7      0       6  
Processing:   302  399 119.1    363     775  
Waiting:      275  370 119.9    340     764  
Total:        302  400 119.1    364     775  
 
Percentage of the requests served within a certain time (ms)  
  50%    364  
  66%    372  
  75%    378  
  80%    381  
  90%    725  
  95%    755  
  98%    775  
  99%    775  
 100%    775 (longest request)

5000个请求，200并发数：

// php  
Server Software:        nginx/0.8.52  
Server Hostname:        127.0.0.1  
Server Port:            80  
 
Document Path:          /php/  
Document Length:        512039 bytes  
 
Concurrency Level:      200  
Time taken for tests:   82.243 seconds  
Complete requests:      5000  
Failed requests:        0  
Write errors:           0  
Total transferred:      2560930000 bytes  
HTML transferred:       2560195000 bytes  
Requests per second:    60.80 [#/sec] (mean)  
Time per request:       3289.722 [ms] (mean)  
Time per request:       16.449 [ms] (mean, across all concurrent requests)  
Transfer rate:          30408.75 [Kbytes/sec] received  
 
Connection Times (ms)  
              min  mean[+/-sd] median   max  
Connect:        0    1   1.6      0      20  
Processing:   405 3258 4830.3   2675   56787  
Waiting:      202 1048 1324.8    344   53432  
Total:        405 3259 4830.3   2676   56787  
 
Percentage of the requests served within a certain time (ms)  
  50%   2676  
  66%   3081  
  75%   3361  
  80%   3535  
  90%   3828  
  95%   4262  
  98%   5709  
  99%  31863  
 100%  56787 (longest request) // CakePHP  
 
Server Software:        nginx/0.8.52  
Server Hostname:        127.0.0.1  
Server Port:            80  
 
Document Path:          /cakephp/  
Document Length:        512652 bytes  
 
Concurrency Level:      200  
Time taken for tests:   99.652 seconds  
Complete requests:      5000  
Failed requests:        0  
Write errors:           0  
Total transferred:      2565102923 bytes  
HTML transferred:       2563767656 bytes  
Requests per second:    50.17 [#/sec] (mean)  
Time per request:       3986.073 [ms] (mean)  
Time per request:       19.930 [ms] (mean, across all concurrent requests)  
Transfer rate:          25137.36 [Kbytes/sec] received  
 
Connection Times (ms)  
              min  mean[+/-sd] median   max  
Connect:        0    4  57.8      0    1663  
Processing:   367 3969 1825.7   3857   10630  
Waiting:      280 1543 731.9   1297    3953  
Total:        472 3973 1824.8   3860   10630  
 
Percentage of the requests served within a certain time (ms)  
  50%   3860  
  66%   4466  
  75%   5065  
  80%   5426  
  90%   6482  
  95%   7337  
  98%   8599  
  99%   8847  
 100%  10630 (longest request)  
// Rails  
//约10分钟后，服务器进入假死状态。

#p#

备注：

因为不太相信ruby的性能会有这样大的差距，怀疑是否ruby的rand()效率格外的低造成问题，我在测试完成又将rand()去掉，改为直接输出数字，但脚本执行时间并没有明显缩短。所以应该说是 ruby 对循环或数据输出的处理效率不佳导致。

结论

坦白说，几个ab测试跑下来，ruby的成绩如此之差，不但10并发的100请求就已经用满了服务器资源，更甚至没有能通过200并发5000请求的高压测试，这把我自己也吓了一跳。想到坚持在使用Rails的twitter，心中的敬佩油然而生。不知道那是什么样的硬件或软件优化，才可以用Ruby来支撑那样巨大的访问量。

客观的从纯性能的角度出发，在生产环境中，Ruby/Rails还是只适合Small Business。对与压力较高的服务或应用，就必须投入大量额外的硬件资源才能维持。本次测试中，Ruby On Rails与CakePHP的性能差距达到10倍之多，实在让我不敢考虑把Rails用在生产环境中。另一方面，PHP依托庞大的社区，多年来积累了众多的优化手段，其性能领先也有它的道理。在PHP架构之上的MVC候选人CakePHP，性能虽然相对于传统php的代码书写方法略有损失，但这个损失不到10%。所以对于在考虑MVC架构的php用户来说，CakePHP的性能完全在可以接受的范围内。

原文链接：http://blog.splayer.org/index.php/2010/10/performance-penalty-in-mvc-web-deployment/

所有测试源代码和nginx/php-fpm配置文件下载：http://blog.splayer.org/wp-content/uploads/2010/10/FBSD-SandBox.zip

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