主要几种通信协议的性能比较

主要几种通信协议的性能比较

RMI、Hessian、Burlap、Httpinvoker、WebService的比較

一、综述
本文比较了RMI、Hessian、Burlap、Httpinvoker、WebService5这种通讯协议的在不同的数据结构和不同数据量时的传输性能。
RMI是java语言本身提供的远程通讯协议,稳定高效,是EJB的基础。但它只能用于JAVA程序之间的通讯。
Hessian和Burlap是caucho公司提供的开源协议,基于HTTP传输,服务端不用开防火墙端口。协议的规范公开,可以用于任意语言。
Httpinvoker是SpringFramework提供的远程通讯协议,只能用于JAVA程序间的通讯,且服务端和客户端必须使用SpringFramework。
Web service是连接异构系统或异构语言的首选协议,它使用SOAP形式通讯,可以用于任何语言,目前的许多开发工具对其的支持也很好。
 
测试结果显示,几种协议的通讯效率依次为:
RMI > Httpinvoker >= Hessian >> Burlap >> web service
RMI不愧是JAVA的首选远程调用协议,非常高效稳定,特别是在大数据量的情况下,与其他通讯协议的差距尤为明显。
HttpInvoker使用java的序列化技术传输对象,与RMI在本质上是一致的。从效率上看,两者也相差无几,HttpInvoker与RMI的传输时间基本持平。
Hessian在传输少量对象时,比RMI还要快速高效,但传输数据结构复杂的对象或大量数据对象时,较RMI要慢20%左右。
Burlap仅在传输1条数据时速度尚可,通常情况下,它的毫时是RMI的3倍。
Web Service的效率低下是众所周知的,平均来看,Web Service的通讯毫时是RMI的10倍。
 

二、结果分析
1、直接调用
直接调用的所有毫时都接近0,这说明程序处理几乎没有花费时间,记录的全部时间都是远程调用耗费的。
2、RMI调用
与设想的一样,RMI理所当然是最快的,在几乎所有的情况下,它的毫时都是最少的。特别是在数据结构复杂,数据量大的情况下,与其他协议的差距尤为明显。
为了充分发挥RMI的性能,另外做了测试类,不使用Spring,用原始的RMI形式(继承UnicastRemoteObject对象)提供服务并远程调用,与Spring对POJO包装成的RMI进行效率比较。结果显示:两者基本持平,Spring提供的服务还稍快些。
初步认为,这是因为Spring的代理和缓存机制比较强大,节省了对象重新获取的时间。
3、Hessian调用
caucho公司的resin服务器号称是最快的服务器,在java领域有一定的知名度。Hessian做为resin的组成部分,其设计也非常精简高效,实际运行情况也证明了这一点。平均来看,Hessian较RMI要慢20%左右,但这只是在数据量特别大,数据结构很复杂的情况下才能体现出来,中等或少量数据时,Hessian并不比RMI慢。
Hessian的好处是精简高效,可以跨语言使用,而且协议规范公开,我们可以针对任意语言开发对其协议的实现。目前已有实现的语言有:java, c++, .net, python, ruby。还没有delphi的实现。
另外,Hessian与WEB服务器结合非常好,借助WEB服务器的成熟功能,在处理大量用户并发访问时会有很大优势,在资源分配,线程排队,异常处理等方面都可以由成熟的WEB服务器保证。而RMI本身并不提供多线程的服务器。而且,RMI需要开防火墙端口,Hessian不用。
4、Burlap调用
Burlap与Hessian都是caucho公司的开源产品,只不过Hessian采用二进制的方式,而Burlap采用xml的格式。
测试结果显示,Burlap在数据结构不复杂,数据量中等的情况下,效率还是可以接受的,但如果数据量大,效率会急剧下降。平均计算,Burlap的调用毫时是RMI的3倍。
我认为,其效率低有两方面的原因,一个是XML数据描述内容太多,同样的数据结构,其传输量要大很多;另一方面,众所周知,对xml的解析是比较费资源的,特别对于大数据量情况下更是如此。
5、HttpInvoker调用
HttpInvoker是SpringFramework提供的JAVA远程调用方法,使用java的序列化机制处理对象的传输。从测试结果看,其效率还是可以的,与RMI基本持平。
不过,它只能用于JAVA语言之间的通讯,而且,要求客户端和服务端都使用SPRING框架。
另外,HttpInvoker 并没有经过实践的检验,目前还没有找到应用该协议的项目。
6、web service调用
       本次测试选用了apache的AXIS组件作为WEB SERVICE的实现,AXIS在WEB SERVICE领域相对成熟老牌。
为了仅测试数据传输和编码、解码的时间,客户端和服务端都使用了缓存,对象只需实例化一次。但是,测试结果显示,web service的效率还是要比其他通讯协议慢10倍。
如果考虑到多个引用指向同一对象的传输情况,web service要落后更多。因为RMI,Hessian等协议都可以传递引用,而web service有多少个引用,就要复制多少份对象实体。
Web service传输的冗余信息过多是其速度慢的原因之一,监控发现,同样的访问请求,描述相同的数据,web service返回的数据量是hessian协议的6.5倍。另外,WEB SERVICE的处理也很毫时,目前的xml解析器效率普遍不高,处理xml <-> bean很毫资源。从测试结果看,异地调用比本地调用要快,也从侧面说明了其毫时主要用在编码和解码xml文件上。这比冗余信息更为严重,冗余信息占用的只是网络带宽,而每次调用的资源耗费直接影响到服务器的负载能力。(MS的工程师曾说过,用WEB SERVICE不能负载100个以上的并发用户。)
测试过程中还发现,web service编码不甚方便,对非基本类型需要逐个注册序列化和反序列化类,很麻烦,生成stub更累,不如spring + RMI/hessian处理那么流畅简洁。而且,web service不支持集合类型,只能用数组,不方便。

 

 

总体性能比较:
Socket(BIO/NIO)>RMI>HTTPInvoker>=Hessian>REST>>Burlap>EJB>>Web Service

如果协议设计的比较好,Socket性能毫无疑问是最高,同时灵活性和复杂度也最高,如果采用高效的网络框架如:Mina、Netty等可以降低开发复杂度,一般在对性能有非常苛刻的条件下使用。 RMI的性能相对略低,但是与Socket还在同1个数量级,同时只能在Java系统间通信,如果是基于互联网使用,还存在穿越防火墙的问题。采用Spring封装的方式使用比原始RMI方式性能略高,主要原因是:Spring采用了代理和缓存机制,节省了对象重新获取的时间。 HTTPInvoker是Spring特有的,只能在客户端和服务器端都采用Spring框架下使用,与RMI本质相同,使用java的序列化技术传输对象,两者性能差别较小。 Hessian在数据量较小时性能表现出众,甚至比RMI还高,在数据结构复杂的对象或者大量数据对象时,较RMI要慢20%左右;Hessian的优点是精简高效,同时可以跨语言使用,目前支持Java,C++, .net, python, ruby等语言。另外Hessian可以充分利用web容器的成熟功能,在处理大量用户访问时很有优势,在资源分配、线程排队、异常处理等方面都可以由web容器保证,而RMI本身不提供多线程的服务器。 REST架构也是一种比较简单、高效的Web服务架构,相对于Hessian性能略低,但还在同一个数量级,同时也是基于HTTP协议,目前也有比较多的成功案例。 Burlap在数据量非常小时性能尚可,同时性能随着数据量的增加急剧降低,通常性能耗时是RMI的3倍左右,主要原因是:Hessian采用二进制传输数据,而Burlap采用XML格式,而XML描述内容太多,同样的结构,其传输量要大很多,同时,XML的解析是比较耗资源的,尤其大数据量情况下更是如此。 EJB基于RMI协议,性能不高,同时只能在Java系统内使用,不能跨语言,目前使用越来越少,目前阿里巴巴内部已经完全放弃EJB。 在这些远程调用协议中,Web Service的性能是最低的,一般情况下,Web Service的性能相对于Hessian性能要慢10~20倍左右,同时,对于同样的访问请求,Web Service的传输数据量约为Hessian的6倍左右,对网络带宽消耗非常大,同时XML的解码器普遍性能不高,XML<->Java Bean的编码、解码非常耗费资源,对于并发和负载比较高的网站不是一个好的选择。同时,Web Service的使用也不太方便。

总结:Hessian和REST架构个人认为是比较优秀的高性能通信协议,如果对性能要求特别苛刻可以直接采用Socket方式,目前,阿里巴巴内部的远程调用主要采用Hessian和Dubbo(基于Mina框架),经受了苛刻的高并发、高负载考验。

主要几种协议远程调用消耗大致时间(小数据量):
Socket/RMI/Hessian: 0.5ms
REST:0.7ms
Web Service(Axis): 约10ms,其中如果采用wsdl2java的方式,效率更低些。

Socket/RMI/Hessian/REST之间选择还需要在传输数据量,性能要求等各方面考量,合适的场景选择合适的协议

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