Redis — что быстрее, UNIX-сокет или TCP? Что стабильнее? + pconnect

Мы в PushAll обрабатываем несколько тысяч запросов в секунду для получения статистики доставки и открытия уведомлений и для передачи контента оповещений. Обычная БД вроде MySQL не справляется с таким потоком запросов и не может так быстро отвечать.

Стараясь все больше операций перенести на быстрые NoSQL хранилища вроде Redis, мы хотим знать как эффективнее его использовать и не будет ли у нас проблем с большим количеством соединений.
Также для работы мы используем форки PHP и нам было интересно, а как поведет себя Redis, если мы будем делать несколько тысяч соединений в одновременно в нескольких потоках. Мы решили поделиться с сообществом нашими тестами.

Железо

Мы тестируем на одном из VPS PushAll:

CPU: Intel Xeon E5-1650v2 3.5 Ghz — 2 ядра.
RAM: 3 Gb DDR3 1866Mhz

PHP7.
Redis 3.0.7

Условия тестирования

Мы написали многопоточного бота PHP, который:

• Делает форки в цикле — 100 форков без каких либо задержек
• Каждый форк в своем цикле, 1000 раз создает соединение с Redis и производит инкремент
• Родительский процесс ждет 3 секунды и берет значение, если не ждать — Redis вернет не полное значение инкеремента

Также мы протестировали вариант с 1000 форками и как будут отличаться результаты при использовании UNIX-сокета и TCP.

100 форков, 1000 соединений в каждом, TCP

# time php benchmark.php 
End:100000

real 0m8.666s
user 0m0.063s
sys 0m0.073s

100 форков, 1000 соединений в каждом, UNIX-сокет

# time php benchmark.php 
End:100000

real 0m6.021s
user 0m0.023s
sys 0m0.067s

TCP-сокет в среднем на 30% медленнее. (напомню, тут испытывается больше не производительность работы самого Redis, а то, как он обрабатывает соединения)

1000 форков, 1000 соединений в каждом, TCP+UNIX

Повышаем ставки

TCP:

# time php benchmark.php 
End:903505

real 1m7.659s
user 0m0.073s
sys 0m0.753s

За 3 секунды Redis не успел их у себя до конца обработать — это одна из деталей, которую надо учитывать. Если слишком быстро считывать значения, можно поймать момент, когда они еще старые.

Что самое интересное, при проведение того же самого теста, но для unix-сокета, мы получаем ошибки:

Fatal error: Uncaught RedisException: Redis server went away in ....

То есть, unix-сокет не смотря на то, что он быстрее, может обрабатывать несколько меньшее количество запросов. Либо как вариант — возможно, что из за того что он такой быстрый не справляется уже сам сервер Redis'а.

Мы проводили подобные тесты и для php-fpm — там также TCP-сокет давал меньше ошибок со связкой с NGINX чем UNIX-сокет. Разница в скорости была там незначительна.

Прикладываю скрипт:

<?php
declare(ticks = 1);
for($i=0; $i < 1000; $i++){
	$pid = pcntl_fork();
	if ($pid == -1) {
		die('could not fork');
		} else if ($pid) {
			//parent
		} else {
			//child
			for ($a=0; $a < 1000; $a++) { 
				$redis = new Redis();
				//$redis->connect('127.0.0.1:6379');
				$redis->connect('/run/redis/redis.sock');
				$redis->incr('pushall:benchmark');
				$redis->close();
			}
			exit;
			
		}
}
pcntl_wait($status); //wait
sleep(3);
$redis = new Redis();
$redis->connect('/run/redis/redis.sock');
echo 'End:'.$redis->get('pushall:benchmark')."\r\n";
$redis->setTimeout('pushall:benchmark', 1);
$redis->close();

UPD pconnect

Оказывается pconnect работает в форках (странно)

Взял случай 100 процессов TCP:
pconnect

# time php benchmark.php 
End:100000

real    0m4.679s
user    0m0.023s
sys     0m0.080s

connect

# time php benchmark.php 
End:100000

real    0m9.100s
user    0m0.037s
sys     0m0.103s

Для сравнения UNIX сокет на 100 форках:
pconnect

# time php benchmark.php 
End:100000

real    0m4.393s
user    0m0.023s
sys     0m0.073s

connect

# time php benchmark.php 
End:100000

real    0m6.002s
user    0m0.027s
sys     0m0.057s

Причем, что интересно, при использовании pconnect — разница между TCP и UNIX сокетом не такая уж и большая 5-10%. При этом даже сделав все, что мне предлагали в комментариях — мне не удалось заставить работать unix-сокеты при 1000 форках.

UPD 2 Pconnect + 1000 форков

UNIX Socket
pconnect

# time php benchmark.php 
End:1000000

real    0m35.445s
user    0m0.050s
sys     0m0.637s

connect — падает в Fatal error: Uncaught RedisException: Redis server went away in…

TCP
pconnect

# time php benchmark.php 
End:989596

real    0m43.711s
user    0m0.050s
sys     0m0.623s

# time php benchmark.php 
End:903505

real 1m7.659s
user 0m0.073s
sys 0m0.753s

Разница в 20%.

PS. Хабр, а почему хаб MongoDB и MySQL есть, а Redis нет?