如何提高 Ruby On Rails 性能(3)

4 倍加速已经令人印象深刻,有时候你得到更多,到 20 倍。从我自己经验举个例子。我有一个三维 OLAP 多维数据集与 600k 数据行。我的程序做了切片和聚合。在 Ruby 中,它花费了 1G 的内存大约 90 秒完成。等价的 SQL 查询在 5 内完成。

2.3 优化 Unicorn

如果你正在使用Unicorn,那么以下的优化技巧将会适用。Unicorn 是 Rails 框架中最快的 web 服务器。但是你仍然可以让它更运行得快一点。

2.3.1 预载入 App 应用

Unicorn 可以在创建新的 worker 进程前,预载入 Rails 应用。这样有两个好处。第一,主线程可以通过写入时复制的友好GC机制(Ruby 2.0以上),共享内存的数据。操作系统会透明的复制这些数据,以防被worker修改。第二,预载入减少了worker进程启动的时间。Rails worker进程���启是很常见的(稍后将进一步阐述),所以worker重启的速度越快,我们就可以得到更好的性能。

若需要开启应用的预载入,只需要在unicorn的配置文件中添加一行:

preload_app true

2.3.2 在 Request 请求间的 GC

请谨记,GC 的处理时间最大会占到应用时间的50%。这个还不是唯一的问题。GC 通常是不可预知的,并且会在你不想它运行的时候触发运行。那么,你该怎么处理?

首先我们会想到,如果完全禁用 GC 会怎么样?这个似乎是个很糟糕的想法。你的应用很可能很快就占满 1G 的内存,而你还未能及时发现。如果你服务器还同时运行着几个 worker,那么你的应用将很快会出现内存不足,即使你的应用是在自托管的服务器。更不用说只有 512M 内存限制的 Heroku。

其实我们有更好的办法。那么如果我们无法回避GC,我们可以尝试让GC运行的时间点尽量的确定,并且在闲时运行。例如,在两个request之间,运行GC。这个很容易通过配置Unicorn实现。

对于Ruby 2.1以前的版本,有一个unicorn模块叫做OobGC:

require 'unicorn/oob_gc'
    use(Unicorn::OobGC, 1)  # "1" 表示"强制GC在1个request后运行"
 

对于Ruby 2.1及以后的版本,最好使用gctools(https://github.com/tmm1/gctools):

require 'gctools/oobgc'
use(GC::OOB::UnicornMiddleware)

但在request之间运行GC也有一些注意事项。最重要的是,这种优化技术是可感知的。也就是说,用户会明显感觉到性能的提升。但是服务器需要做更多的工作。不同于在需要时才运行GC,这种技术需要服务器频繁的运行GC. 所以,你要确定你的服务器有足够的资源来运行GC,并且在其他worker正在运行GC的过程中,有足够的worker来处理用户的请求。

2.4 有限的增长

我已经给你展示了一些应用会占用1G内存的例子。如果你的内存是足够的,那么占用这么一大块内存并不是个大问题。但是Ruby可能不会把这块内存返还给操作系统。接下来让我来阐述一下为什么。

Ruby通过两个堆来分配内存。所有Ruby的对象在存储在Ruby自己的堆当中。每个对象占用40字节(64位操作系统中)。当对象需要更多内存的时候,它就会在操作系统的堆中分配内存。当对象被垃圾回收并释放后,被占用的操作系统中的堆的内存将会返还给操作系统,但是Ruby自有的堆当中占用的内存只会简单的标记为free可用,并不会返还给操作系统。

这意味着,Ruby的堆只会增加不会减少。想象一下,如果你从数据库读取了1百万行记录,每行10个列。那么你需要至少分配1千万个对象来存储这些数据。通常Ruby worker在启动后占用100M内存。为了适应这么多数据,worker需要额外增加400M的内存(1千万个对象,每个对象占用40个字节)。即使这些对象最后被收回,这个worker仍然使用着500M的内存。

这里需要声明, Ruby GC可以减少这个堆的大小。但是我在实战中还没发现有这个功能。因为在生产环境中,触发堆减少的条件很少会出现。

如果你的worker只能增长,最明显的解决办法就是每当它的内存占用太多的时候,就重启该worker。某些托管的服务会这么做,例如Heroku。让我们来看看其他方法来实现这个功能。

2.4.1 内部内存控制

Trust in God, but lock your car 相信上帝,但别忘了锁车。(寓意:大部分外国人都有宗教信仰,相信上帝是万能的,但是日常生活中,谁能指望上帝能帮助自己呢。信仰是信仰,但是有困难的时候 还是要靠自己。)。有两个途径可以让你的应用实现自我内存限制。我管他们做,Kind(友好)和hard(强制).

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