如何提高 Ruby On Rails 的性能

Python010

如何提高 Ruby On Rails 的性能,第1张

在不应该将 Ruby and Rails 作为首选的地方使用 Ruby and Rails。(用 Ruby and Rails 做了不擅长做的工作)

过度的消耗内存导致需要利用大量的时间进行垃圾回收。

Rails 是个令人愉快的框架,而且 Ruby 也是一个简洁而优雅的语言。但是如果它被滥用,那会相当的影响性能。有很多工作并不适合用 Ruby and Rails,你最好使用其它的工具,比如,数据库在大数据处理上优势明显,R 语言特别适合做统计学相关的工作。

内存问题是导致诸多 Ruby 应用变慢的首要原因。Rails 性能优化的 80-20 法则是这样的:80% 的提速是源自于对内存的优化,剩下的 20% 属于其它因素。为什么内存消耗如此重要呢?因为你分配的内存越多,Ruby GC(Ruby 的垃圾回收机制)需要做的工作也就越多。Rails 就已经占用了很大的内存了,而且平均每个应用刚刚启动后都要占用将近 100M 的内存。如果你不注意内存的控制,你的程序内存增长超过 1G 是很有可能的。需要回收这么多的内存,难怪程序执行的大部分时间都被 GC 占用了。

我们知道Rails应用的内存占用通常都是比较高的,尤其是比较重型的全栈应用内存使用更接近1G(当然同时也包括想sidekiq这样加载整个Rails应用的ruby进程),所以我们通常对应这种情况都采取一种比较tricky的方式,使用像 puma_worker_killer 这样的监控程序,监控rails进程达到一定内存占用后将其重启。也就是说应用一开始的内存占用通常都在100~300MB之间,随着时间的推移进程会创建大量的『对象』内部又会进行数次内存分配和回收,所以内存就会不断飙升。

在我们知道了基本情况之后,那就该说说正题如何优化Rails的内存占用,解决方案有若种,我们这里讲解一个最容易实施而且见效最快的方式,就是从内存分配入手。ruby使用glibc的malloc(3)进行内存分配,这是一个比较古老的内存分配器,性能比较低分配时会产生大量碎片。所以真的这一点,现在由很多性能比较出色由兼容原有API和以及被验证过的特性的新分配器,如jemalloc和tmalloc,这里我们就使用jemalloc作为Ruby应用的内存分配器,来看看能达到什么样的优化效果。

jemalloc是facebook出品的,最早用于FreeBSD中的内存分配器,后来像firefox从3.0也开始使用它,redis从2.4之后默认在linux上使用jemalloc。既然有这么多性能敏感型的软件都使用了jemalloc那它一定有过人之处。

jemalloc的特别之处在于它融合了其他内存分配技术的优势,并且采用多级内存分配,线程池缓存tcache还有划分内存区来减少线程间锁的争用。

jemalloc结构:

多级内存分配 :jemalloc根据对象的大小,将其归为划分为 small object, large object和huge object三类

Arena : jemalloc 没有像malloc那样对内存的划分都几种在一个区域中管理,而是使用多个小块的内存区域来分别管理,内个小块称为"arena" 。

线程池缓存thread cache :tcache是分配线程的缓存空间,jemalloc使用tcache来减少线程内存分配中锁竞争,从而提升分配效率,每个tcache对应一个arena。

这一步我们来看看应用Jemalloc到我们的ruby进程中到底能有多大的提升呢。

安装

我们选择在2.4.1版本上进行测试。除了上面这种安装方式外,也可以通过gem包来安装 jemalloc-rb

内存使用

我们在同一个应用运行的两台服务器中的一个上面安装的jemalloc,而另一套作为对照组没有安装。

这里就贴出性能差距最明显的一个进程 rails应用的sidekiq进程

没有使用jemalloc的服务器上面的sidekiq进程

使用jemalloc的服务器上面的sidekiq进程

可以看到差距是很明显的,当然不是每个进程都有这样的优化效果,这个我们总结的时候再说。

从上面的jemalloc的前后对比图中我们能够看出jemalloc的优化还是有明显效果的。至于为什么sidekiq和puma之前的差距这么大,这就引出了,其实jemalloc仅是从内存分配的程度去优化和改进内存使用和性能,在你的应用程序大量产生对象,并且长久运行下去的情况时,效果就比较明显,而如果应用本身做的就比较精简,从程序角度优化的比较好的话,jemalloc的提示就不明显。所以说jemalloc可以为你的应用内存性能解燃眉之急,但是从系统性的角度出发,还是从自身出发优化好应用本身的性能。