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10 行 C++ 代码实现高性能 HTTP 服务

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Kevin Wan
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前言

是不是觉得 C++写个服务太累,但又沉迷于 C++的真香性能而无法自拔?作为一个老牌 C++程序员(可以看我 github 上十几年前的 C++项目:https://github.com/kevwan),这几天听一个好友跟我聊起他写的 C++框架,说极简代码即可完成各种 C++服务的开发,不禁让我心生好奇!于是我去研究了一下,发现确实有点意思!

实战(干货)

话不多说,我们来一起看看,10 行 C++代码怎么实现一个高性能的 Http 服务,轻松 QPS 几十万。Linus 说:talk is cheap,show me the code ↓


int main() {    WFHttpServer server([](WFHttpTask *task) {        task->get_resp()->append_output_body("<html>Hello World!</html>");    });    if (server.start(8888) == 0) {        getchar(); // press "Enter" to end.        server.stop();    }    return 0;}
复制代码


这个 server 使用了 workflow,安装编译都非常简单,以 Linux 为例,把代码拉下来后,一行命令即搞定编译:


➜ git clone https://github.com/sogou/workflow➜ cd workflow➜ make➜ cd tutorial➜ make➜ ./helloworld
复制代码


代码在 tutorial 目录,编译后的 helloworld 可以直接运行,侦听在 8888 端口,curl 即可访问:


➜ curl -i http://localhost:8888HTTP/1.1 200 OKContent-Length: 25Connection: Keep-Alive
<html>Hello World!</html>
复制代码


伴随着以上这 10 行代码,我们详细地解读:


  1. 我们选用 Http 协议,因此构造了一个WFHttpServer

  2. 一次网络交互就是一次任务,因为是 Http 协议,因此我们是WFHttpTask

  3. 对 server 来说,我的交互任务就是收到请求之后,填好回复,这些通过:task->get_req()task->get_resp()可以获得;

  4. 逻辑在一个函数中(即上面的 lambda),表示收到消息之后要做的事情,这里填了一句 “Hello World!”;

  5. Server 启动和退出使用start()stop()两个简单的 api,而中间要用 getchar()卡住,是因为 workflow 是个纯异步的框架。


纯异步就是这个 Http 服务器的高性能所在:


  • 第一,多线程提供服务

  • 如果我们收到请求之后在这个函数里做了一些阻塞的事情(比如等锁、io 请求或者忙碌的计算等),那么再有用户请求我的时候,我就没有线程去处理新用户了

  • 第二,网络线程和执行线程有优秀的调度策略

  • 再多的线程也可能会有被霸占完的时候。我们需要无论 server 函数想要做任何耗时的操作,都不会影响到网络线程

  • 第三,以 linux 为例,对 epoll 的封装高效好用

  • 如果服务只打算支持一万的 QPS,其实底层怎么实现都很简单,但如果我们希望十万,甚至接近百万,则我们对 server 底层做收发的 I/O 模型有非常高的要求


我们来看看 workflow 是怎么来实现以上这些高并发能力:

基于以上的架构,基于 workflow 的 server 轻轻松松就可以达到几十万 QPS,高吞吐、低成本、开发快,完美支撑了搜狗的所有后端在线服务!详细代码实现请参考 workflow 源码。然后我们以数据说话,通过跟名誉全球的高性能 Http 服务器 nginx 和国内开源框架先驱 brpc 一起做比较,看一下固定数据长度下 QPS 与并发度的关系:

以上是在同一台机器上用相同的变量做的 wrk 压测,具体可以到 github 查看机器配置、参数及压测工具代码。当数据长度保持不变,QPS 随着并发度提高而增大,后趋于平稳。此过程中 workflow 一直有明显优势,高于 nginxbrpc。 特别是数据长度为 64 和 512 的两条曲线, 并发度足够的时候,可以保持 50W 的 QPS。

总结

workflow 能在开源大半年在 github 上收获 4k 星星的认可,当然是除了简单高性能以外,还有其他许多的特点,如果你对其他使用场景还有所好奇,或者希望尝试压测一下感受高 QPS 带来的心跳加速,那么欢迎点击 workflow 的 github 猎奇更多脑洞大开的功能和用法。

项目地址

https://github.com/sogou/workflow

欢迎使用 workflowstar 支持一下!

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保持简单 2017.10.24 加入

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