RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin vs. Node.js: Vergleich von Leistung und Speichernutzung

Einführung

In Anwendungen, die eine effiziente Datenkommunikation in Echtzeit erfordern, sind zwei häufig verwendete Technologien RabbitMQ mit dem Web MQTT Plugin und Node.JS (Socket.IO). RabbitMQ mit dem Web-MQTT-Plugin ermöglicht die Kommunikation mithilfe des MQTT-Protokolls über WebSockets, während Node.JS (Socket.IO) eine JavaScript-Laufzeit bereitstellt, die Ereignisse effizient in Echtzeit verarbeitet. Dieser Artikel vergleicht die Leistung und Speichernutzung von RabbitMQ mit dem Web-MQTT-Plugin und Node.JS (Socket.IO), insbesondere für die Verarbeitung von 36 Ereignissen wie Benachrichtigungen, Neuladen von Daten und Warteschlangenverwaltung. Außerdem wird analysiert, ob dieses Setup optimal ist oder weitere Anpassungen erforderlich sind.

Übersicht über RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin

Was ist RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin?

RabbitMQ ist ein Nachrichtenbroker, der mehrere Protokolle unterstützt, einschließlich MQTT. Das Web-MQTT-Plugin in RabbitMQ ermöglicht Clients die Kommunikation mit dem Broker über WebSockets unter Verwendung des MQTT-Protokolls. Dies ist besonders nützlich für webbasierte Anwendungen, die eine bidirektionale Kommunikation in Echtzeit benötigen, wie z. B. Benachrichtigungen oder Datenwarteschlangen.

Schlüsselfunktionen von RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin

1. WebSocket-Kommunikation: Ermöglicht webbasierten Clients die Verwendung von MQTT über WebSockets und ermöglicht so eine direkte Kommunikation zwischen dem Server und Browser-Clients.
2. Warteschlangen- und Themenverwaltung: Unterstützt Warteschlangen- und Themenkonfigurationen für eine effektive Verwaltung des Nachrichtenverkehrs.
3. Aufbewahrte Nachrichten: Speichert die letzte Nachricht, sodass neu verbundene Clients die neuesten Informationen ohne erneute Anfrage erhalten können.
4. Hohe Skalierbarkeit für leichte Nachrichten: Ideal für Anwendungen, die Echtzeitbenachrichtigungen mit geringer Latenz senden, wie z. B. das Neuladen von Daten und Benachrichtigungswarteschlangen.

Übersicht über Node.JS (Socket.IO)

Was ist Node.JS (Socket.IO)?

Node.JS (Socket.IO) ist eine JavaScript-Laufzeitumgebung, die auf der V8-Engine von Chrome basiert und für die Verarbeitung nicht blockierender E/A-Vorgänge konzipiert ist. In diesem Zusammenhang wird server.js verwendet, um Benachrichtigungsereignisse, Datenneuladungen und Warteschlangen über WebSocket- oder HTTP-Protokolle zu verwalten, abhängig von den Anwendungsanforderungen.

Schlüsselfunktionen von Node.JS (Socket.IO)

1. Nicht blockierende E/A: Ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Anfragen, ohne andere Vorgänge zu blockieren, ideal für ereignisgesteuerte Anwendungen.
2. Ereignisgesteuerte Architektur: Reduziert den Ressourcenverbrauch, indem Code nur dann ausgeführt wird, wenn bestimmte Ereignisse auftreten.
3. Zwei-Wege-Kommunikation: Node.JS (Socket.IO) eignet sich gut für Echtzeitanwendungen, die eine kontinuierliche bidirektionale Kommunikation zwischen Client und Server über WebSocket erfordern.
4. Effizienz und Reaktionsfähigkeit: Bewältigt effizient eine große Anzahl E/A-basierter Verbindungen, wie z. B. die Verwaltung von Benachrichtigungen und Warteschlangen.

Herausforderungen und Einschränkungen

RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin

1. Ressourcenverbrauch: RabbitMQ kann, insbesondere mit dem Web-MQTT-Plugin, viel Speicher und CPU verbrauchen, um große Nachrichtenmengen zu verarbeiten. In diesem Test zeigte RabbitMQ eine CPU-Auslastung von etwa 5,2 %, was relativ hoch, aber für einen Nachrichtenbroker angemessen ist.
2. Latenz bei hoher Auslastung: Unter extrem hoher Auslastung kann es zu einer leichten Latenz bei der Nachrichtenübermittlung kommen, die sich auf Anwendungen auswirken kann, die stark auf Echtzeitleistung angewiesen sind.
3. Komplexere Konfiguration: Im Vergleich zu Node.JS (Socket.IO) erfordert RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin mehr Erstkonfiguration, insbesondere für die Einrichtung von Warteschlangen, Themen und Bindungen.

Node.JS (Socket.IO)

1. Single-Threaded: Node.JS (Socket.IO) verwendet einen einzelnen Thread, sodass CPU-intensive Vorgänge zu einem Engpass werden können. Beim Testen erreichte die CPU-Auslastung 50,5 %, was für eine Single-Thread-Anwendung hoch ist und zu Verzögerungen führen kann.
2. Speicherlecks: Bei unsachgemäßer Verwaltung kann es bei einer Node.JS-Anwendung (Socket.IO) zu Speicherlecks kommen, insbesondere bei lang laufenden Anwendungen mit hoher Ereignisaktivität.
3. Abhängigkeit von externen Bibliotheken: Node.JS (Socket.IO) ist oft auf viele Bibliotheken von Drittanbietern angewiesen, die, wenn sie nicht gepflegt werden, die Gesamtleistung beeinträchtigen könnten.

Leistungsanalyse mit Blicken

Übersicht über die Prozesse

• RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin:
  • CPU-Auslastung: 5,2 %
  • Speichernutzung: 2,8 % (5,97 GB virtuell, 887 MB resident)
  • Betriebszeit: 18 Stunden und 26 Minuten
• Node.js (server.js):
  • CPU-Auslastung: 50,5 %
  • Speichernutzung: 0,4 % (1,04 GB virtuell, 257 MB resident)
  • Betriebszeit: 4 Stunden und 1 Minute

Diese Zahlen geben einen ersten Eindruck davon, wie die einzelnen Dienste Ressourcen verbrauchen.

Vergleich der CPU-Nutzung

• RabbitMQ verbraucht relativ wenig CPU und verbraucht nur 5,2 %, obwohl es 38 Ereignisse verwaltet (Benachrichtigungen, Neuladen von Daten und Aufgaben zur Warteschlangenverwaltung). Diese geringe CPU-Auslastung ist charakteristisch für RabbitMQ, da es für die Nachrichtenverarbeitung und asynchrone Kommunikation optimiert ist.
• Node.js (server.js) verbraucht mit 50,5 % deutlich mehr CPU. Diese hohe Nutzung deutet darauf hin, dass server.js möglicherweise rechenintensivere Aufgaben erledigt, möglicherweise im Zusammenhang mit der Verwaltung von WebSocket-Verbindungen, der Verarbeitung von Anforderungen oder der Verarbeitung von Echtzeitdaten. Diese hohe CPU-Auslastung könnte sich auf die Leistung des Servers bei höherer Auslastung oder bei gleichzeitiger Ausführung zusätzlicher Anwendungen auswirken.

Vergleich der Speichernutzung

• RabbitMQ zeigt mit 887 MB residentem Speicher eine höhere Speichernutzung, was für einen Messaging-Broker angemessen ist, der kontinuierliche WebSocket-Verbindungen und MQTT-Nachrichten über das Web-MQTT-Plugin verarbeitet. Der Platzbedarf für den virtuellen Speicher (5,97 GB) ist hoch, aber das liegt normalerweise an der Vorabzuweisung und nicht an tatsächlich genutztem Speicher.
• Node.js (server.js) hat mit nur 257 MB residentem Speicher einen viel geringeren Speicherbedarf. Node.js-Anwendungen haben im Allgemeinen einen geringen Speicherbedarf, können jedoch je nach Komplexität der Aufgaben wachsen. Die hier relativ geringe Speichernutzung deutet darauf hin, dass es gut für die Verarbeitung von Aufgaben optimiert ist, obwohl die hohe CPU-Auslastung möglicherweise auf einige Ineffizienzen bei CPU-gebundenen Aufgaben hindeutet.

Verfügbarkeit und Stabilität

• RabbitMQ hat eine Betriebszeit von über 18 Stunden und verbraucht nur minimale CPU, was darauf hindeutet, dass es über längere Zeiträume stabil und effizient ist.
• Node.js (server.js) läuft erst seit 4 Stunden, verbraucht aber einen großen Prozentsatz der CPU. Wenn sich dieser CPU-Auslastungstrend fortsetzt, könnte es zu einem Engpass kommen und einen Neustart oder eine Optimierung erfordern, insbesondere in einer Produktionsumgebung, die eine hohe Betriebszeit erwartet.

Auswirkungen auf die Systemleistung

• RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin scheint die CPU weniger zu beanspruchen und die Speichernutzung moderat zu sein. Dadurch eignet es sich gut für Anwendungen, die einen hohen Nachrichtendurchsatz mit minimaler Latenz erfordern. Die aktuelle Ressourcennutzung scheint nicht übermäßig hoch zu sein, es wird jedoch empfohlen, den Speicher über längere Betriebszeiträume zu überwachen, da Nachrichtenbroker bei einem hohen Volumen persistenter Nachrichten die Speichernutzung anhäufen können.
• Node.js (server.js) bei 50,5 % CPU-Auslastung deutet darauf hin, dass es CPU-gebunden sein könnte, was sich auf andere Prozesse auswirken oder die Systemreaktionsfähigkeit unter hoher Last verringern könnte. Wenn server.js WebSocket-Verbindungen verarbeitet, könnte die Optimierung des Codes für asynchrone Aufgaben oder die Auslagerung einiger Prozesse die CPU-Auslastung reduzieren. Eine hohe CPU-Auslastung in Node.js kann auch auf die Notwendigkeit eines Lastausgleichs über mehrere Instanzen hindeuten, insbesondere wenn der Server skaliert werden muss, um mehr Ereignisse zu verarbeiten.

Empfehlungen zur Optimierung

• RabbitMQ: Obwohl die Speichernutzung von RabbitMQ moderat ist, wird eine Überwachung empfohlen, um sicherzustellen, dass sie im Laufe der Zeit nicht unbegrenzt anwächst, insbesondere bei erhöhtem Ereignisvolumen.
• Node.js (server.js):
  • CPU-Auslastung optimieren: Überprüfen Sie den Code auf alle CPU-intensiven Vorgänge oder synchronen Code, der von der asynchronen Verarbeitung profitieren könnte.
  • Benchmark und Lasttest: Führen Sie Stresstests durch, um zu sehen, ob die CPU-Auslastung von server.js mit mehr gleichzeitigen Ereignissen weiter zunimmt. Dies könnte dabei helfen, spezifische Code-Engpässe zu identifizieren.
  • Skalierung: Erwägen Sie eine horizontale Skalierung für server.js, indem Sie mehrere Instanzen hinter einem Load Balancer ausführen, insbesondere wenn bei typischen Arbeitslasten weiterhin eine hohe CPU-Auslastung anhält.

Latenz

• RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin: Hat im Allgemeinen eine geringe Latenz, insbesondere bei der Echtzeitkommunikation für leichte Nachrichten, was ideal für Benachrichtigungs- und Datennachladeszenarien ist.
• Node.JS (Socket.IO): Geringe Latenz, aber hohe CPU-Auslastung kann zu Verzögerungen führen, insbesondere wenn die Anwendung CPU-intensive Ereignisse verarbeitet.

Abschluss

RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin ist eine gute Wahl für Anwendungen, die eine Nachrichtenverarbeitung in Echtzeit erfordern, insbesondere für die 36 Ereignisse, einschließlich Benachrichtigungen, Neuladen von Daten und Warteschlangenverwaltung. Mit einer CPU-Auslastung von etwa 5,2 % ist RabbitMQ stabil für hohe Nachrichtenübermittlungslasten, insbesondere wenn geringe Latenz und bidirektionale Kommunikation erforderlich sind.

Node.JS (Socket.IO) eignet sich für Anwendungen, die eine ereignisgesteuerte Architektur mit bidirektionaler Kommunikation benötigen. Wenn die CPU-Auslastung jedoch 50,5 % erreicht, können Anwendungen in Szenarien, die eine hohe CPU-Verarbeitung erfordern, auf Einschränkungen stoßen. Daher könnten Lösungen wie Clustering oder Worker-Threads in Betracht gezogen werden, wenn die Nutzung weiter zunimmt.

Insgesamt:

• RabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin: Sehr empfehlenswert für Anwendungen mit großem Messaging- und Benachrichtigungsbedarf. Es vereinfacht auch die effiziente Verwaltung von Verbindungen und Nachrichten über WebSockets.
• Node.JS (Socket.IO): Ideal für Webanwendungen, die schnelle Reaktionen und bidirektionale Kommunikation erfordern, aber möglicherweise weitere Anpassungen erfordern, um die CPU-Last zu reduzieren.

Mit der Leistungsanalyse durch Glances haben beide Technologien Ergebnisse gezeigt, indem sie die Werte für die höchste CPU-Auslastung von jedem Prozess erfasst haben, was für dieses Szenario durchaus geeignet ist. Allerdings ist eine regelmäßige Überwachung erforderlich, um Spitzen in der CPU- oder Speicherauslastung zu verhindern, die sich auf die Gesamtsystemleistung auswirken könnten.

Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege?

Hinweis: Wenn Sie Vorschläge zum Testen haben, kommentieren Sie diese bitte unten. Empfehlen Sie auch andere Tools für die Echtzeitkommunikation zwischen Client und Server.

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

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonRabbitMQ mit Web-MQTT-Plugin vs. Node.js: Vergleich von Leistung und Speichernutzung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!