paste.httpserver和使用HTTP/1.1 Keep-alive的速度减慢；使用httperf和ab测试

Question

我有一个基于paste.httpserver的web服务器，作为HTTP和WSGI之间的适配器。当我使用httperf进行性能测量时，如果每次使用--num-conn启动一个新请求，我可以每秒处理1000多个请求。如果我使用--num-call重用连接，那么我每秒会收到大约11个请求，速度是原来的1/100。

如果我尝试ab，我会得到一个超时。

我的测试是

% ./httperf --server localhost --port 8080 --num-conn 100
...
Request rate: 1320.4 req/s (0.8 ms/req)
...

和

% ./httperf --server localhost --port 8080 --num-call 100
...
Request rate: 11.2 req/s (89.4 ms/req)
...

这是一个简单的可重现的服务器

from paste import httpserver

def echo_app(environ, start_response):
    n = 10000
    start_response("200 Ok", [("Content-Type", "text/plain"),
                              ("Content-Length", str(n))])
    return ["*" * n]

httpserver.serve(echo_app, protocol_version="HTTP/1.1")

它是一个多线程服务器，很难进行性能分析。下面是一个单线程的变体：

from paste import httpserver

class MyHandler(httpserver.WSGIHandler):
    sys_version = None
    server_version = "MyServer/0.0"
    protocol_version = "HTTP/1.1"

    def log_request(self, *args, **kwargs):
        pass


def echo_app(environ, start_response):
    n = 10000
    start_response("200 Ok", [("Content-Type", "text/plain"),
                              ("Content-Length", str(n))])
    return ["*" * n]

# WSGIServerBase is single-threaded
server = httpserver.WSGIServerBase(echo_app, ("localhost", 8080), MyHandler)
server.handle_request()

使用以下命令进行分析

% python2.6 -m cProfile -o paste.prof paste_slowdown.py

用它击打

%httperf --client=0/1 --server=localhost --port=8080 --uri=/ \ 
   --send-buffer=4096 --recv-buffer=16384 --num-conns=1 --num-calls=500

我得到的个人资料如下

>>> p=pstats.Stats("paste.prof")
>>> p.strip_dirs().sort_stats("cumulative").print_stats()
Sun Nov 22 21:31:57 2009    paste.prof

         109749 function calls in 46.570 CPU seconds

   Ordered by: cumulative time

   ncalls  tottime  percall  cumtime  percall filename:lineno(function)
        1    0.000    0.000   46.571   46.571 {execfile}
        1    0.001    0.001   46.570   46.570 paste_slowdown.py:2(<module>)
        1    0.000    0.000   46.115   46.115 SocketServer.py:250(handle_request)
        1    0.000    0.000   44.675   44.675 SocketServer.py:268(_handle_request_noblock)
        1    0.000    0.000   44.675   44.675 SocketServer.py:301(process_request)
        1    0.000    0.000   44.675   44.675 SocketServer.py:318(finish_request)
        1    0.000    0.000   44.675   44.675 SocketServer.py:609(__init__)
        1    0.000    0.000   44.675   44.675 httpserver.py:456(handle)
        1    0.001    0.001   44.675   44.675 BaseHTTPServer.py:325(handle)
      501    0.006    0.000   44.674    0.089 httpserver.py:440(handle_one_request)
     2001    0.020    0.000   44.383    0.022 socket.py:373(readline)
      501   44.354    0.089   44.354    0.089 {method 'recv' of '_socket.socket' objects}
        1    1.440    1.440    1.440    1.440 {select.select}
         ....

您可以看到，几乎所有的时间都在recv中。

我决定放弃httpref，编写自己的HTTP/1.1-with-keep-alive请求，并使用netcat发送：

GET / HTTP/1.1
Location: localhost
Connection: Keep-Alive
Content-Length: 0

GET / HTTP/1.1
Location: localhost
Connection: Keep-Alive
Content-Length: 0

 ... repeat 97 more times, to have 99 keep-alives in total ...

GET / HTTP/1.1
Location: localhost
Connection: Close
Content-Length: 0

和我一起发送的

nc localhost 8080 < ~/src/send_to_paste.txt

100个请求的总时间是0.03秒，所以它的性能非常好。

这表明httperf做错了什么(但它是一段广泛使用和受人尊敬的代码)，所以我尝试使用'ab‘

% ab -n 100 -k localhost:8080/
This is ApacheBench, Version 1.3d <$Revision: 1.73 $> apache-1.3
Copyright (c) 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Copyright (c) 2006 The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Benchmarking localhost (be patient)...
Server timed out

: Operation now in progress

在检测服务器时，它处理一个请求，并等待第二个请求。

知道是怎么回事吗？

Answer 1

经过一些努力，这似乎是Nagle's algorithm或延迟确认，或他们之间的交互。如果我做像这样的事情，它就会消失

server.socket.setsockopt(socket.IPPROTO_TCP, socket.TCP_NODELAY, 1)

我是怎么找到它的？首先，我检测了socket.py中的每个' recv‘，这样我就可以知道哪个recv正在等待。我会看到11个recv中有5个延迟了近200ms。我搞不懂为什么会有任何延误。然后我使用Wireshark查看消息，并注意到实际上是从服务器到客户端的发送有延迟。这意味着来自我的客户端的传出消息中的TCP层中的某些东西。

一位朋友提出了一个显而易见的建议，我搜索了"200ms套接字延迟“，找到了对这个问题的描述。

粘贴跟踪报告位于http://trac.pythonpaste.org/pythonpaste/ticket/392以及一个补丁程序，该补丁程序在处理程序使用HTTP/1.1时启用TCP_NODELAY。