前面我們比較了 muduo 和 libevent2 的吞吐量，得到的結(jié)論是 muduo 比 libevent2 快 18%。有人會說，libevent2 并不是為高吞吐的應(yīng)用場景而設(shè)計的，這樣的比較不公平，勝之不武。為了公平起見，這回我們用 libevent2 自帶的性能測試程序（擊鼓傳花）來對比 muduo 和 libevent2 在高并發(fā)情況下的 IO 事件處理效率。
測試對象
測試環(huán)境
測試用的軟硬件環(huán)境與《muduo 與 boost asio 吞吐量對比》和《muduo 與 libevent2 吞吐量對比》相同，另外我還在自己的筆記本上運行了測試，結(jié)果也附在后面。
測試內(nèi)容
測試的場景是：有 1000 個人圍成一圈，玩擊鼓傳花的游戲，一開始第 1 個人手里有花，他把花傳給右手邊的人，那個人再繼續(xù)把花傳給右手邊的人，當(dāng)花轉(zhuǎn)手 100 次之后游戲停止，記錄從開始到結(jié)束的時間。
用程序表達(dá)是，有 1000 個網(wǎng)絡(luò)連接 (socketpairs 或 pipes)，數(shù)據(jù)在這些連接中順次傳遞，一開始往第 1 個連接里寫 1 個字節(jié)，然后從這個連接的另一頭讀出這 1 個字節(jié)，再寫入第 2 個連接，然后讀出來繼續(xù)寫到第 3 個連接，直到一共寫了 100 次之后程序停止，記錄所用的時間。
以上是只有一個活動連接的場景，我們實際測試的是 100 個或 1000 個活動連接（即 100 朵花或 1000 朵花，均勻分散在人群手中），而連接總數(shù)（即并發(fā)數(shù)）從 100 到 100,000 (十萬)。注意每個連接是兩個文件描述符，為了運行測試，需要調(diào)高每個進(jìn)程能打開的文件數(shù)，比如設(shè)為 256000。
libevent2 的測試代碼位于 test/bench.c，我修復(fù)了 2.0.6-rc 版里的一個小 bug，修正后的代碼見 http://github.com/chenshuo/recipes/blob/master/pingpong/libevent/bench.c
muduo 的測試代碼位于 examples/pingpong/bench.cc，見 http://gist.github.com/564985#file_pingpong_bench.cc
測試結(jié)果與討論
第一輪，分別用 100 個活動連接和 1000 個活動連接，無超時，讀寫 100 次，測試一次游戲的總時間（包含初始化）和事件處理的時間（不包含注冊 event watcher）隨連接數(shù)（并發(fā)數(shù)）變化的情況。具體解釋見 libev 的性能測試文檔 http://libev.schmorp.de/bench.html ，不同之處在于我們不比較 timer event 的性能，只比較 IO event 的性能。對每個并發(fā)數(shù)，程序循環(huán) 25 次，刨去第一次的熱身數(shù)據(jù)，后 24 次算平均值。測試用的腳本在 http://github.com/chenshuo/recipes/blob/master/pingpong/libevent/run_bench.sh 。這個腳本是 libev 的作者 Marc Lehmann 寫的，我略作改用，用于測試 muduo 和 libevent2。
第一輪的結(jié)果，請先只看紅線和綠線。紅線是 libevent2 用的時間，綠線是 muduo 用的時間。數(shù)字越小越好。注意這個圖的橫坐標(biāo)是對數(shù)的，每一個數(shù)量級的取值點為 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.5, 10。
從紅綠線對比可以看出：
1. libevent2 在初始化 event watcher 上面比 muduo 快 20% （左邊的兩個圖）
2. 在事件處理方面（右邊的兩個圖）：a) 在 100 個活動連接的情況下，libevent2 和 muduo 分段領(lǐng)先。當(dāng)總連接數(shù)（并發(fā)數(shù)）小于 1000 時，二者性能差不多；當(dāng)總連接數(shù)大于 30000 時，muduo 略占優(yōu)；當(dāng)總連接數(shù)大于 1000 小于 30000 時，libevent2 明顯領(lǐng)先。b) 在 1000 個活動連接的情況下，當(dāng)并發(fā)數(shù)小于 10000 時，libevent2 和 muduo 得分接近；當(dāng)并發(fā)數(shù)大于 10000 時，muduo 明顯占優(yōu)。
這里我們有兩個問題：1. 為什么 muduo 花在初始化上的時間比較多？ 2. 為什么在一些情況下它比 libevent2 慢很多。
我仔細(xì)分析了其中的原因，并參考了 libev 的作者 Marc Lehmann 的觀點 ( http://lists.schmorp.de/pipermail/libev/2010q2/001041.html )，結(jié)論是：在第一輪初始化時，libevent2 和 muduo 都是用 epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_ADD, …) 來添加 fd event watcher。不同之處在于，在后面 24 輪中，muduo 使用了 epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_MOD, …) 來更新已有的 event watcher；然而 libevent2 繼續(xù)調(diào)用 epoll_ctl(fd, EPOLL_CTL_ADD, …) 來重復(fù)添加 fd，并忽略返回的錯誤碼 EEXIST (File exists)。在這種重復(fù)添加的情況下，EPOLL_CTL_ADD 將會快速地返回錯誤，而 EPOLL_CTL_MOD 會做更多的工作，花的時間也更長。于是 libevent2 撿了個便宜。
為了驗證這個結(jié)論，我改動了 muduo，讓它每次都用 EPOLL_CTL_ADD 方式初始化和更新 event watcher，并忽略返回的錯誤。
第二輪測試結(jié)果見上圖的藍(lán)線，可見改動之后的 muduo 的初始化性能比 libevent2 更好，事件處理的耗時也有所降低（我推測是 kernel 內(nèi)部的原因）。
這個改動只是為了驗證想法，我并沒有把它放到 muduo 最終的代碼中去，這或許可以留作日后優(yōu)化的余地。（具體的改動是 muduo/net/poller/EPollPoller.cc 第 115 行和 144 行，讀者可自行驗證。）
同樣的測試在雙核筆記本電腦上運行了一次，結(jié)果如下：（我的筆記本的 CPU 主頻是 2.4GHz，高于臺式機的 1.86GHz，所以用時較少。）
結(jié)論：在事件處理效率方面，muduo 與 libevent2 總體比較接近，各擅勝場。在并發(fā)量特別大的情況下（大于 10k），muduo 略微占優(yōu)。
關(guān)于 muduo 的更多介紹請見《發(fā)布一個基于 Reactor 模式的 C++ 網(wǎng)絡(luò)庫》。muduo 的項目網(wǎng)站是 http://code.google.com/p/muduo ，上面有個 class diagram 可供參考。