paste.httpServer e desaceleração com http/1.1 keep-alive; testado com httperf e ab

Question

Eu tenho um servidor da Web baseado no Paste.httpServer como um adaptador entre HTTP e WSGI. Quando faço medições de desempenho com o HTTPERF, posso fazer mais de 1.000 solicitações por segundo se iniciar uma nova solicitação sempre usando-Num-Conn. Se eu reutilizar a conexão usando-NUM-CALL, recebo cerca de 11 solicitações por segundo, 1/150 da velocidade.

Se eu tentar ab, recebo um tempo limite.

Meus testes são

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

e

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

Aqui está um servidor reprodutível simples

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")

É um servidor multithread, que é difícil de perfilar. Aqui está uma variação que é uma única rosca:

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()

Criando isso com

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

e acertando com

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

Eu recebo um perfil como

>>> 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}
         ....

Você pode ver que quase o tempo todo está em um RECV.

Decidi resgatar o httpref e escrever minha própria solicitação HTTP/1.1-With-Keep-Alive e enviá-lo usando o NetCat:

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

que eu enviei com

nc localhost 8080 < ~/src/send_to_paste.txt

O tempo total para 100 solicitações foi de 0,03 segundos, por isso é um desempenho muito bom.

Isso sugere que o httperf está fazendo algo errado (mas é uma peça de código amplamente usada e respeitada), então eu tentei '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

Instrumando o servidor, ele lida com uma solicitação e está aguardando o segundo.

Alguma idéia do que está acontecendo?

Answer 1

Depois de algum esforço, parece ser Algoritmo de Nagle ou o ACK atrasado, ou as interações entre eles. Vai embora se eu fizer algo como

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

Como eu o rastrei? Primeiro, eu instrumentei todos os 'recv' no soquete.py, para que eu pudesse descobrir qual RECV estava esperando. Eu veria cerca de 5 RECV em 11 tinham um atraso de quase 200 ms. Não consegui descobrir por que houve algum atraso. Em seguida, usei o Wireshark para assistir às mensagens e notei que era na verdade o envio do servidor para o cliente que teve o atraso. Isso significava algo na camada TCP nas mensagens de saída do meu cliente.

Um amigo sugeriu o óbvio, e eu procurei por "atraso do soquete de 200ms" e encontrei descrições desse problema.

O relatório Paste Trac está em http://trac.pythonpaste.org/pythonpaste/ticket/392 Junto com um patch que permite o TCP_NODELAY quando o manipulador usa o HTTP/1.1.