简介 AF_INET / AF_UNIX

进程间通信在不强调性能的情况下是一个很简单的问题，
通常会选用 RPC(AF_INET) 来实现，其通信原理大致如下：

AF_INET

可以看到每个数据包都会经过 TCP/IP 协议栈，性能损耗主要在此，
在不改变接口的情况下使用 IPC(AF_UNIX) 来实现进程间通信效率会有很大提升，
如下图所示 AF_UNIX 直接通过内核缓冲区copy数据，省去了TCP/IP协议栈的工作

AF_UNIX

内核为两种方式提供了相同的接口: socket / bind / connect / accept / send / recv
处理方式也是完全一致的：select / poll / epoll

两种方式可以无成本的轻松进行切换，AF_UNIX特别适合异构模块本地进程间通信，
下文对此进行了简单的测试，使用 golang 编写了 echo server，并提供了 golang 和 java 两种客户端

启动 echoserver

go-afecho$> go run server/main.go
--> tcp :  <nil> [::]:12345
--> ipc :  <nil> /tmp/afecho.ipc

使用 client 测试

测试 50w 条 "HelloWorld" 消息，对比两种通道的处理能力

go

多次测试数据会有所波动，可以看出用 go 实现的 AF_UNIX / AF_INET
处理相同的工作性能相差 5 倍以上（理论上应该是10倍甚至更多）, 具体测试脚本如下：

go-afecho$> go run client/go/main.go --help
  -a string
        unix: /tmp/afecho.ipc , tcp: localhost:12345 (default "/tmp/afecho.ipc")
  -c int
        total count of message (default 100000)
  -m string
        HelloWorld (default "HelloWorld")
  -n string
        netrowk : tcp / unix (default "unix")

AF_UNIX

client 端：

go-afecho$> go run client/go/main.go -n unix -c 500000 -m HelloWorld
normal quit.
net=unix , msg.size=10 , r=500000 ,w=500000 , time=1.430734597s avg=349470.825021/s

//server 输出：
--accept--> /tmp/afecho.ipc
<--close-- /tmp/afecho.ipc  500000 1.449517214s 344942.43681330985

AF_INET

client 端：

go-afecho$> go run client/go/main.go -n tcp -a localhost:12345 -c 500000 -m HelloWorld
normal quit.
net=tcp , msg.size=10 , r=500000 ,w=500000 , time=8.105451805s avg=61686.875948/s

//server 输出：
--accept--> 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54276
<--close-- 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54276 500000 8.127940457s 61516.19867852091

java

与golang不同，java不能直接做系统调用，需要使用JNI/JNR方式调用c编写的库来中转一下，
过程中应会损失一些性能，完成下面的测试需要先使用 maven 编译 java client 具体操作如下：

$> cd go-afecho/client/java/echo-tester
$> mvn package
......
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  3.627 s
[INFO] Finished at: 2020-12-05T11:26:31+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

AF_UNIX

$> java -jar target/echo-tester-1.0-SNAPSHOT.jar unix 500000
1607138984673
done : net=unix , msg.size=12 , total=500000 , time=1543ms , avg=324044.069994/s

// server 输出：
--accept--> /tmp/afecho.ipc
<--close-- /tmp/afecho.ipc  500000 1.542095908s 324234.0488721406

AF_INET

$> java -jar target/echo-tester-1.0-SNAPSHOT.jar tcp 500000
done : net=tcp , msg.size=12 , total=500000 , time=4830ms , avg=103519.668737/s

// server 输出:
--accept--> 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54359
<--close-- 127.0.0.1:12345 127.0.0.1:54359 500000 4.832523878s 103465.60361061915

结果

Client	AF_UNIX	AF_INET	AF_UNIX/AF_INET
go	349470/s	61686/s	5.7
java	324044	103519/s	3.1

结果只为表明AF_UNIX速度更快，看上去 go 的 tcp 处理比 java 慢纯属测试代码的问题😄

• 测试代码：https://github.com/cc14514/go-afecho