簡介

在需要實(shí)時(shí)、高效數(shù)據(jù)通信的應(yīng)用中，兩種常用的技術(shù)是帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 和 Node.JS (Socket.IO)。帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 允許使用 MQTT 協(xié)議通過 WebSocket 進(jìn)行通信，而 Node.JS (Socket.IO) 提供 JavaScript 運(yùn)行時(shí)，可以高效地實(shí)時(shí)處理事件。本文將 RabbitMQ 與 Web MQTT 插件和 Node.JS (Socket.IO) 的性能和內(nèi)存使用情況進(jìn)行比較，特別是在處理通知、數(shù)據(jù)重新加載和隊(duì)列管理等 36 個(gè)事件方面。它還分析此設(shè)置是否最佳或需要進(jìn)一步調(diào)整。

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帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 概述

什么是具有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ？

RabbitMQ 是一個(gè)支持多種協(xié)議的消息代理，包括 MQTT。 RabbitMQ 中的 Web MQTT 插件使客戶端能夠使用 MQTT 協(xié)議通過 WebSocket 與代理進(jìn)行通信。這對于需要實(shí)時(shí)雙向通信（例如通知或數(shù)據(jù)排隊(duì)）的基于 Web 的應(yīng)用程序特別有用。

RabbitMQ 與 Web MQTT 插件的主要功能

1. WebSocket 通信：允許基于 Web 的客戶端通過 WebSocket 使用 MQTT，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和瀏覽器客戶端之間的直接通信。
2. 隊(duì)列和主題管理：支持隊(duì)列和主題配置，以實(shí)現(xiàn)有效的消息流量管理。
3. 保留消息：存儲(chǔ)最后一條消息，以便新連接的客戶端無需重新請求即可收到最新信息。
4. 輕量級(jí)消息的高可擴(kuò)展性：非常適合發(fā)送低延遲實(shí)時(shí)通知的應(yīng)用程序，例如數(shù)據(jù)重新加載和通知隊(duì)列。

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Node.JS (Socket.IO) 概述

什么是 Node.JS (Socket.IO)？

Node.JS (Socket.IO) 是一個(gè)基于 Chrome V8 引擎構(gòu)建的 JavaScript 運(yùn)行時(shí)，旨在處理非阻塞 I/O 操作。在此上下文中，server.js 用于通過 WebSocket 或 HTTP 協(xié)議管理通知事件、數(shù)據(jù)重新加載和隊(duì)列，具體取決于應(yīng)用程序要求。

Node.JS (Socket.IO) 的關(guān)鍵功能

1. 非阻塞 I/O：允許同時(shí)處理多個(gè)請求而不阻塞其他操作，非常適合事件驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序。
2. 事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)：僅在特定事件發(fā)生時(shí)運(yùn)行代碼來減少資源消耗。
3. 雙向通信：Node.JS (Socket.IO) 非常適合需要客戶端和服務(wù)器之間通過 WebSocket 進(jìn)行持續(xù)雙向通信的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序。
4. 效率和響應(yīng)能力：高效處理大量基于 I/O 的連接，例如管理通知和隊(duì)列。

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挑戰(zhàn)和限制

帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ

1. 資源消耗：RabbitMQ（尤其是使用 Web MQTT 插件）可能會(huì)消耗大量內(nèi)存和 CPU 來處理大量消息。在此測試中，RabbitMQ 顯示 CPU 使用率約為 5.2%，對于消息代理來說相對較高但合理。
2. 高負(fù)載下的延遲：在極高的負(fù)載下，消息傳遞可能會(huì)出現(xiàn)輕微的延遲，這可能會(huì)影響嚴(yán)重依賴實(shí)時(shí)性能的應(yīng)用程序。
3. 更復(fù)雜的配置：與 Node.JS (Socket.IO) 相比，帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 需要更多的初始配置，尤其是設(shè)置隊(duì)列、主題和綁定。

Node.JS (Socket.IO)

1. 單線程：Node.JS (Socket.IO) 使用單線程，因此 CPU 密集型操作可能成為瓶頸。在測試中，CPU 使用率達(dá)到了 50.5%，這對于單線程應(yīng)用程序來說很高，并且可能會(huì)導(dǎo)致延遲。
2. 內(nèi)存泄漏：如果管理不當(dāng)，Node.JS (Socket.IO) 應(yīng)用程序可能會(huì)遇到內(nèi)存泄漏，尤其是在事件活動(dòng)頻繁且長時(shí)間運(yùn)行的應(yīng)用程序中。
3. 對外部庫的依賴：Node.JS (Socket.IO) 通常依賴于許多第三方庫，如果不維護(hù)這些庫，可能會(huì)影響整體性能。

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性能分析一目了然

流程概述

• 帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ：
  • CPU 使用率：5.2%
  • 內(nèi)存使用量：2.8%（5.97 GB 虛擬內(nèi)存，887 MB 常駐內(nèi)存）
  • 正常運(yùn)行時(shí)間：18小時(shí)26分鐘
• Node.js (server.js)：
  • CPU 使用率：50.5%
  • 內(nèi)存使用量：0.4%（1.04 GB 虛擬內(nèi)存，257 MB 常駐內(nèi)存）
  • 正常運(yùn)行時(shí)間：4小時(shí)1分鐘

這些數(shù)字給出了每個(gè)服務(wù)如何消耗資源的初步印象。

CPU 使用率比較

• RabbitMQ 對 CPU 的占用相對較小，僅消耗 5.2%，即使它管理 38 個(gè)事件（通知、數(shù)據(jù)重新加載和隊(duì)列管理任務(wù)）。這種低 CPU 使用率是 RabbitMQ 的特征，因?yàn)樗槍ο⑻幚砗彤惒酵ㄐ胚M(jìn)行了優(yōu)化。
• Node.js (server.js) 消耗的 CPU 顯著增加，達(dá)到 50.5%。這種高使用率表明 server.js 可能正在處理更多計(jì)算密集型任務(wù)，可能與管理 WebSocket 連接、處理請求或處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)有關(guān)。這種高 CPU 使用率可能會(huì)影響服務(wù)器在較高負(fù)載下或同時(shí)運(yùn)行其他應(yīng)用程序時(shí)的性能。

內(nèi)存使用情況比較

• RabbitMQ 顯示較高的內(nèi)存使用量，駐留內(nèi)存為 887 MB，這對于通過 Web MQTT 插件處理連續(xù) WebSocket 連接和 MQTT 消息傳遞的消息代理來說是合理的。它的虛擬內(nèi)存占用量（5.97 GB）很高，但這通常是由于預(yù)分配而不是實(shí)際使用的內(nèi)存造成的。
• Node.js (server.js) 的內(nèi)存占用要低得多，只有 257 MB 常駐內(nèi)存。 Node.js 應(yīng)用程序通常占用的內(nèi)存較小，但會(huì)根據(jù)任務(wù)的復(fù)雜性而增長。它相對較低的內(nèi)存使用率表明它對于處理任務(wù)進(jìn)行了很好的優(yōu)化，盡管較高的 CPU 使用率可能表明 CPU 密集型任務(wù)的效率低下。

正常運(yùn)行時(shí)間和穩(wěn)定性

• RabbitMQ 的正常運(yùn)行時(shí)間超過 18 小時(shí)，并且它使用的 CPU 最少，這表明它在較長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定和高效。
• Node.js (server.js) 僅運(yùn)行了 4 小時(shí)，但消耗了大量 CPU。如果這種 CPU 使用趨勢持續(xù)下去，它可能會(huì)成為瓶頸，可能需要重新啟動(dòng)或優(yōu)化，特別是對于期望高正常運(yùn)行時(shí)間的生產(chǎn)環(huán)境。

對系統(tǒng)性能的影響

• 帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 似乎對 CPU 的要求較低，內(nèi)存使用量適中。這使得它非常適合需要高吞吐量消息傳遞和最小延遲的應(yīng)用程序。當(dāng)前的資源使用量似乎并不過分，但建議在較長的正常運(yùn)行時(shí)間內(nèi)監(jiān)控內(nèi)存，因?yàn)橄⒋砜梢酝ㄟ^大量持久消息來累積內(nèi)存使用量。
• Node.js (server.js) CPU 使用率為 50.5% 表明它可能受 CPU 限制，這可能會(huì)影響其他進(jìn)程或降低高負(fù)載下的系統(tǒng)響應(yīng)能力。如果 server.js 處理 WebSocket 連接，優(yōu)化異步任務(wù)的代碼或卸載某些進(jìn)程可以減少 CPU 使用率。 Node.js 中的高 CPU 使用率也可能表明需要跨多個(gè)實(shí)例進(jìn)行負(fù)載平衡，特別是當(dāng)服務(wù)器需要擴(kuò)展以處理更多事件時(shí)。

優(yōu)化建議

• RabbitMQ：雖然 RabbitMQ 的內(nèi)存使用量適中，但建議進(jìn)行監(jiān)控以確保其不會(huì)隨著時(shí)間的推移無限制地增長，尤其是隨著事件量的增加。
• Node.js (server.js)：
  • 優(yōu)化 CPU 使用率：檢查任何 CPU 密集型操作的代碼或可能受益于異步處理的同步代碼。
  • 基準(zhǔn)和負(fù)載測試：進(jìn)行壓力測試，看看 server.js CPU 使用率是否會(huì)隨著并發(fā)事件的增加而進(jìn)一步增加。這可以幫助識(shí)別特定的代碼瓶頸。
  • 擴(kuò)展：考慮通過在負(fù)載均衡器后面運(yùn)行多個(gè)實(shí)例來水平擴(kuò)展 server.js，特別是在典型工作負(fù)載下持續(xù)存在高 CPU 使用率的情況下。

延遲

• 帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ：通常具有較低的延遲，特別是在輕量級(jí)消息的實(shí)時(shí)通信中，非常適合通知和數(shù)據(jù)重新加載場景。
• Node.JS (Socket.IO)：低延遲，但高 CPU 負(fù)載可能會(huì)導(dǎo)致延遲，特別是在應(yīng)用程序處理 CPU 密集型事件時(shí)。

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結(jié)論

帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 對于需要實(shí)時(shí)消息處理的應(yīng)用程序來說是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，特別是對于包括通知、數(shù)據(jù)重新加載和隊(duì)列管理在內(nèi)的 36 個(gè)事件。 RabbitMQ 的 CPU 使用率約為 5.2%，對于高消息傳遞負(fù)載來說是穩(wěn)定的，特別是在需要低延遲和雙向通信時(shí)。

Node.JS (Socket.IO) 適合需要具有雙向通信的事件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)的應(yīng)用程序。然而，隨著CPU使用率達(dá)到50.5%，應(yīng)用程序在需要高CPU處理的場景中可能會(huì)面臨限制。因此，如果使用量持續(xù)增長，可以考慮集群或工作線程等解決方案。

總體：

• 帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ：強(qiáng)烈推薦用于具有大量消息傳遞和通知需求的應(yīng)用程序。它還簡化了通過 WebSocket 有效管理連接和消息的過程。
• Node.JS (Socket.IO)：非常適合需要快速響應(yīng)和雙向通信但可能需要進(jìn)一步調(diào)整以減少 CPU 負(fù)載的 Web 應(yīng)用程序。

通過 Glances 進(jìn)行性能分析，兩種技術(shù)都通過捕獲每個(gè)進(jìn)程中的最高 CPU 使用率值來展示結(jié)果，這非常適合此場景。然而，定期監(jiān)控是必要的，以防止 CPU 或內(nèi)存使用量出現(xiàn)峰值，從而影響整體系統(tǒng)性能。

如有錯(cuò)誤請指正？

注意：如果您有任何測試建議，請?jiān)谙旅嬖u論，并隨時(shí)推薦其他客戶端和服務(wù)器之間實(shí)時(shí)通信的工具。

文檔：
https://www.rabbitmq.com/docs/web-mqtt
https://socket.io/docs/v4/

以上是帶有 Web MQTT 插件的 RabbitMQ 與 Node.js：性能和內(nèi)存使用情況比較的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！