brpc/docs/cn/bthread_or_not.md
2022-12-14 20:13:26 +08:00

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brpc提供了异步接口所以一个常见的问题是我应该用异步接口还是bthread

短回答延时不高时你应该先用简单易懂的同步接口不行的话用异步接口只有在需要多核并行计算时才用bthread。

同步或异步

异步即用回调代替阻塞有阻塞的地方就有回调。虽然在javascript这种语言中回调工作的很好接受度也非常高但只要用过就会发现这和我们需要的回调是两码事这个区别不是lambda,也不是future而是javascript是单线程的。javascript的回调放到多线程下可能没有一个能跑过竞争太多单线程的同步方法和多线程的同步方法是完全不同的。那是不是服务能搞成类似的形式呢多个线程每个都是独立的eventloop。可以ubaserver就是注意带a)但实际效果糟糕因为阻塞改回调可不简单当阻塞发生在循环条件分支深层子函数中时改造特别困难况且很多老代码、第三方代码根本不可能去改造。结果是代码中会出现不可避免的阻塞导致那个线程中其他回调都被延迟流量超时server性能不符合预期。如果你说”我想把现在的同步代码改造为大量的回调除了我其他人都看不太懂并且性能可能更差了”我猜大部分人不会同意。别被那些鼓吹异步的人迷惑了他们写的是从头到尾从下到上全异步且不考虑多线程的代码和你要写的完全是两码事。

brpc中的异步和单线程的异步是完全不同的异步回调会运行在与调用处不同的线程中你会获得多核扩展性但代价是你得意识到多线程问题。你可以在回调中阻塞只要线程够用对server整体的性能并不会有什么影响。不过异步代码还是很难写的所以我们提供了组合访问来简化问题通过组合不同的channel你可以声明式地执行复杂的访问而不用太关心其中的细节。

当然延时不长qps不高时我们更建议使用同步接口这也是创建bthread的动机维持同步代码也能提升交互性能。

判断使用同步或异步计算qps * latency(in seconds)如果和cpu核数是同一数量级就用同步否则用异步。

比如:

  • qps = 2000latency = 10ms计算结果 = 2000 * 0.01s = 20。和常见的32核在同一个数量级用同步。
  • qps = 100, latency = 5s, 计算结果 = 100 * 5s = 500。和核数不在同一个数量级用异步。
  • qps = 500, latency = 100ms计算结果 = 500 * 0.1s = 50。基本在同一个数量级可用同步。如果未来延时继续增长考虑异步。

这个公式计算的是同时进行的平均请求数你可以尝试证明一下和线程数cpu核数是可比的。当这个值远大于cpu核数时说明大部分操作并不耗费cpu而是让大量线程阻塞着使用异步可以明显节省线程资源栈占用的内存。当这个值小于或和cpu核数差不多时异步能节省的线程资源就很有限了这时候简单易懂的同步代码更重要。

异步或bthread

有了bthread这个工具用户甚至可以自己实现异步。以“半同步”为例在brpc中用户有多种选择

  • 发起多个异步RPC后挨个Join这个函数会阻塞直到RPC结束。这儿是为了和bthread对比实现中我们建议你使用ParallelChannel而不是自己Join
  • 启动多个bthread各自执行同步RPC后挨个join bthreads。

哪种效率更高呢显然是前者。后者不仅要付出创建bthread的代价在RPC过程中bthread还被阻塞着不能用于其他用途。

如果仅仅是为了并发RPC别用bthread。

不过当你需要并行计算时问题就不同了。使用bthread可以简单地构建树形的并行计算充分利用多核资源。比如检索过程中有三个环节可以并行处理你可以建立两个bthread运行两个环节在原地运行剩下的环节最后join那两个bthread。过程大致如下

bool search() {
  ...
  bthread th1, th2;
  if (bthread_start_background(&th1, NULL, part1, part1_args) != 0) {
    LOG(ERROR) << "Fail to create bthread for part1";
    return false;
  }
  if (bthread_start_background(&th2, NULL, part2, part2_args) != 0) {
    LOG(ERROR) << "Fail to create bthread for part2";
    return false;
  }
  part3(part3_args);
  bthread_join(th1);
  bthread_join(th2);
  return true;
}

这么实现的point

  • 你当然可以建立三个bthread分别执行三个部分最后join它们但相比这个方法要多耗费一个线程资源。
  • bthread从建立到执行是有延时的调度延时在不是很忙的机器上这个延时的中位数在3微秒左右90%在10微秒内99.99%在30微秒内。这说明两点
    • 计算时间超过1ms时收益比较明显。如果计算非常简单几微秒就结束了用bthread是没有意义的。
    • 尽量让原地运行的部分最慢那样bthread中的部分即使被延迟了几微秒最后可能还是会先结束而消除掉延迟的影响。并且join一个已结束的bthread时会立刻返回不会有上下文切换开销。

另外当你有类似线程池的需求时像执行一类job的线程池时也可以用bthread代替。如果对job的执行顺序有要求你可以使用基于bthread的ExecutionQueue