Tornado 异步非阻塞 实验

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前言

目前用到的都是同步请求。当遇到查数据库等耗时操作的时候，请求会一直被阻塞。

实验

我们使用 sql 语句 cmds = "select sleep(1)" 来模拟长时间的数据库查询。

使用 siege 做压测。

另外，还可以用 ab 压测：
ab -c 10 -n 10 http://10.9.40.173:8888/asynctask?t=1

同步 V.S. Tornado-MySQL 异步

只贴出 handler 部分的代码。

其中 IndexHandler 为同步请求，路由为‘/’

AsynHandler 为异步请求，路由为‘/asyn’

cmds = "select sleep(1)"

MYSQL_POOL = pools.Pool(dict(host=host, port=port, user=usr, passwd=passwd, db=db) ,
         max_idle_connections=5, max_open_connections=10)

class IndexHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        conn = MySQLdb.connect(host, usr, passwd, db, port)
        cur = conn.cursor()
        cur.execute(cmds)
        rep = cur.fetchall()
        self.write({'res': rep})


class AsynHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.web.asynchronous
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        cur = yield MYSQL_POOL.execute(cmds)
        self.write({'res': cur.fetchall()})
        self.finish()

在同步的情况下，浏览器发起请求后会被阻塞，一直等到上一条查询完了，才能接受下一个请求。假设数据库请求耗时 1s，同时发起调用的话，第 1 个请求会在大概 1s 后得到响应，第 2 个请求会在大概 2s 后得到响应。。。

在异步的情况下，则不需要等待数据库查询结束，可以在得到结果前接收下一个请求。假设数据库请求耗时 1s，同时发起调用的话，理想情况下所有请求都会在 1s 后得到响应。

我们参照官网使用工具 siege 进行测试

模拟 10 个用户同时发出 1 次请求：

同步请求的测试结果是：

siege 10.9.40.173:8888 -c10 -r1
** SIEGE 3.0.8
** Preparing 10 concurrent users for battle.
The server is now under siege..      done.

Transactions:                 10 hits
Availability:             100.00 %
Elapsed time:              10.06 secs
Data transferred:           0.00 MB
Response time:              5.12 secs
Transaction rate:           0.99 trans/sec
Throughput:             0.00 MB/sec
Concurrency:                5.09
Successful transactions:          10
Failed transactions:               0
Longest transaction:           10.05
Shortest transaction:           1.00

总共用时 10.06 secs，平均响应时间是 5.12 secs，跟我们预想的一样，最快的响应是 1 secs（第一个请求），最慢的响应是 10 secs（最后一个请求）。平均耗时大概是(1+2+3+…+10)/10=5.5 secs

而异步请求的测试结果是：

siege 10.9.40.173:8888/asyn -c10 -r1
** SIEGE 3.0.8
** Preparing 10 concurrent users for battle.
The server is now under siege..      done.

Transactions:                 10 hits
Availability:             100.00 %
Elapsed time:               2.04 secs
Data transferred:           0.00 MB
Response time:              1.03 secs
Transaction rate:           4.90 trans/sec
Throughput:             0.00 MB/sec
Concurrency:                5.04
Successful transactions:          10
Failed transactions:               0
Longest transaction:            1.06
Shortest transaction:           1.01

总共用时 2.04 secs，平均响应时间是 1.03 secs，达到了异步请求的理论速度。最快的响应是 1.01 secs，最慢的响应也才 1.06 secs。

不需要返回结果的异步请求

class AsynPingNoResHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.web.asynchronous
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self, *args, **kwargs):

        tornado.ioloop.IOLoop.instance().add_timeout(1, callback=functools.partial(self.ping, 'www.baidu.co$

        # do something others

        self.finish('It works')

    @tornado.gen.coroutine
    def ping(self, url):
        os.system("ping -c 2 {}".format(url))
        return 'after'

需要返回结果的异步请求

再来一个利用 tornado.gen.coroutine 的例子，我参考伯乐在线的文章做的实验，但是没有得到文章的结果：

class AsyncTaskHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.web.asynchronous
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        t = self.get_argument('t')
        response = yield tornado.gen.Task(self.query, t)
        #print 'response', response
        self.write({'res': response})
        self.finish()

    @tornado.gen.coroutine
    def query(self, t):
        conn = MySQLdb.connect(host, usr, passwd, db, port)
        cur = conn.cursor()
        cur.execute(cmdsn % t)
        rep = cur.fetchall()
        return rep

这个代码的测试结果是：

siege 10.9.40.173:8888/asynctask?t=1 -c10 -r1
** SIEGE 3.0.8
** Preparing 10 concurrent users for battle.
The server is now under siege..      done.

Transactions:                 10 hits
Availability:             100.00 %
Elapsed time:              10.07 secs
Data transferred:           0.00 MB
Response time:              9.45 secs
Transaction rate:           0.99 trans/sec
Throughput:             0.00 MB/sec
Concurrency:                9.39
Successful transactions:          10
Failed transactions:               0
Longest transaction:           10.06
Shortest transaction:           9.05

不知道为啥，这种代码的表现是，10 个并发全部查询完才有一次性返回。可以说这个代码根本没有达到异步的效果。甚至比同步还差！

同步是 1s 的时候返回第 1 个请求，2s 的时候返回第 2 个请求…

这种方式，在最后第 10s 的时候一次性返回 10 个请求，每个请求的响应时间都是 10s。求高手指点一下这是为啥。

伯乐在线的文章的作者解释：

使用 yield task 的方式，准确来说是协程。只是在网络 IO 中 tornado 的主线程不至于被 handler 里的代码 block，单个 handler 还是被网络耗时任务所 block 的。如果并发连接比较小的情况下，很有可能其性能还不如同步的写法好。

具体以你自己的测试结果为准吧，在底层上，tornado 这样的做法在 IO 层面上是异步的。

个人认为，使用协程跳到另一个函数去执行 ping/sql 操作，就阻塞在另一个函数里了，只是没有阻塞在 handler 的 get 中，对于整个程序而言，那还是被 block 了。。

fetch

如果 tornado.gen.coroutine 如此不堪的话，那它还有什么用？参照官网的例子，官网例子是用来 fetch 的。

同步 fetch

class OfficialSynHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        print '# in get', datetime.datetime.now()
        client = tornado.httpclient.HTTPClient()
        response = client.fetch("http://www.csdn.net/")
        print 'response', response
        self.write('ok')

siege 测试结果

siege 10.9.40.173:8888/officialsyn -c10 -r1
** SIEGE 3.0.8
** Preparing 10 concurrent users for battle.
The server is now under siege..      done.

Transactions:                 10 hits
Availability:             100.00 %
Elapsed time:               2.05 secs
Data transferred:           0.00 MB
Response time:              0.51 secs
Transaction rate:           4.88 trans/sec
Throughput:             0.00 MB/sec
Concurrency:                2.47
Successful transactions:          10
Failed transactions:               0
Longest transaction:            1.03
Shortest transaction:           0.15

ab 压测

Document Path:          /officialsyn/
Document Length:        306 bytes

Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   0.016 seconds
Complete requests:      10
Failed requests:        0
Non-2xx responses:      10
Total transferred:      4450 bytes
HTML transferred:       3060 bytes
Requests per second:    626.25 [#/sec] (mean)
Time per request:       15.968 [ms] (mean)
Time per request:       1.597 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          272.15 [Kbytes/sec] received

异步 fetch

class OfficialAsynHandler(tornado.web.RequestHandler):
    @tornado.gen.coroutine
    def get(self):
        print '# in get', datetime.datetime.now()
        client = tornado.httpclient.AsyncHTTPClient()
        response = yield tornado.gen.Task(client.fetch, "www.csdn.net")
        print 'response', response
        self.write('ok')

siege 测试结果

siege 10.9.40.173:8888/officialasyn -c10 -r1
** SIEGE 3.0.8
** Preparing 10 concurrent users for battle.
The server is now under siege..      done.

Transactions:                 10 hits
Availability:             100.00 %
Elapsed time:               1.03 secs
Data transferred:           0.00 MB
Response time:              0.01 secs
Transaction rate:           9.71 trans/sec
Throughput:             0.00 MB/sec
Concurrency:                0.06
Successful transactions:          10
Failed transactions:               0
Longest transaction:            0.02
Shortest transaction:           0.00

ab 压测

Document Path:          /officialasyn/
Document Length:        306 bytes

Concurrency Level:      10
Time taken for tests:   0.016 seconds
Complete requests:      10
Failed requests:        0
Non-2xx responses:      10
Total transferred:      4450 bytes
HTML transferred:       3060 bytes
Requests per second:    640.78 [#/sec] (mean)
Time per request:       15.606 [ms] (mean)
Time per request:       1.561 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          278.46 [Kbytes/sec] received

可见，使用异步 fetch 的话每个请求都响应得比较快，平均响应时间短。

个人总结

如果要在 tornado 中实现非阻塞的 mysql 查询，不要自己折腾去写 yield/coroutine/gen 这些异步模块，直接用 Tornado-MySQL 就好了。还有可以考虑用 celery 等任务队列。

如果是不需要返回结果的异步操作，通过 tornado 的 IO 循环，把可以把耗时的任务放到后台异步计算，请求可以接着做别的计算。

如果是 fetch 的话使用 yield 异步模块可以有较好的效果，减少了平均响应时间，因此可以用来做 REST API 的通信。

本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2017-02/140855.htm