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title: "IO 模型与协程性能对比"
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# IO 模型与协程性能对比

## 原生 Asio 协程基线

原生 Asio TCP 协程 Release 本机回环测试：1024 字节消息、16 个客户端、窗口 16；延迟为批次 RTT。

### 无额外业务计算

![不同 IO 模型下的协程吞吐量](/arknet/performance/assets/coroutine-work0-throughput.svg)

![不同 IO 模型下的原生 Asio 协程批次 p99 RTT](/arknet/performance/assets/coroutine-work0-latency.svg)

- 两种依赖方案都以 1 个 io_context、4 个线程的吞吐量中位数最高，1 个 io_context、2 个线程的批次 p99 中位数最低。
- Standalone Asio 的 1 个 io_context、2 个线程与 1 个 io_context、4 个线程的批次 p99 运行范围重叠，不能据此确认稳定的尾延迟优势。

### 每次回显增加 10,000 次确定性运算

![加入计算后的原生 Asio 协程吞吐量](/arknet/performance/assets/coroutine-work10000-throughput.svg)

![加入计算后的原生 Asio 协程批次 p99 RTT](/arknet/performance/assets/coroutine-work10000-latency.svg)

- 两种依赖方案都以 4 个 io_context 各 1 个线程的吞吐量中位数最高、批次 p99 中位数最低。
- 1 个 io_context、4 个线程与 4 个 io_context 各 1 个线程的批次 p99 运行范围在两种依赖方案中均有重叠。

[完整协程基线报告](/arknet/zh/performance/coroutine) · [包体、批量与执行方式对比](/arknet/zh/performance/dimensions#native-tcp)

[测试环境](/arknet/zh/performance/overview) · [指标与统计口径](/arknet/zh/performance/methodology) · [TCP 回调结果](/arknet/zh/performance/tcp)

## 复现比较

`benchmarks/loopback.cpp` 是 arknet 回调程序，`benchmarks/coroutine.cpp` 是原生
Asio 回调／协程程序。两者都有独立 `main`，使用 CMake 编译后直接运行 C++ 可执行文件：

```sh
cmake -S . -B build-perf -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release \
  -DARKNET_BUILD_BENCHMARKS=ON -DARKNET_ENABLE_SSL=OFF \
  -DARKNET_USE_BOOST_ASIO=OFF -DARKNET_ASIO_INCLUDE_DIR=/path/to/asio/include
cmake --build build-perf --target arknet_coroutine_benchmark --parallel 3
build-perf/benchmarks/arknet_coroutine_benchmark \
  --execution coroutine --protocol tcp --payload 1024 --clients 16 --window 16 \
  --io-model shared --io-threads 4 --work 0 --warmup 0.25 --seconds 1
```

这个例子使用 1 个 context、4 个线程、1024 字节消息、16 个客户端和窗口 16，
向标准输出写入 JSON。使用 Boost 时，将 Asio 头文件参数替换为
`-DARKNET_USE_BOOST_ASIO=ON`。使用 Visual Studio 时，加入 `--config Release`，
并运行 `benchmarks/Release/` 下带 `.exe` 后缀的程序。

`--io-model` 中的 `shared` 表示同一 io_context 由多个线程运行，`sharded`
表示每个线程使用独立 io_context。设置 `--io-threads 1` 可测试单 context、单线程；
`--execution callback` 运行匹配的原生回调模式。`--work 10000` 表示每次回显增加 10,000 次
确定性运算，`0` 表示无额外业务计算。这是模拟负载，不代表真实解析器或加密算法。
只比较同一测试程序、依赖方案、负载大小、并发配置和计算量下的不同拓扑。
Asio 协程测试程序按固定大小批次发送和接收；`--window` 大于一时记录批次 RTT。
arknet 回调测试程序持续补充窗口，记录单条消息 RTT。两者的吞吐量和延迟
不能用来断言协程相对回调的加速比。

扩展对比使用同一原生 Asio TCP 程序的回调和协程模式。服务端完整读取一批数据，
逐条执行指定计算后整批回写。窗口为 1 时记录单消息 RTT，更大窗口记录批次 RTT。
见[匹配对比](/arknet/zh/performance/dimensions#native-tcp)。

用独立 C++ 进程重复配置，或使用[测试](/arknet/zh/performance/methodology#%E6%80%A7%E8%83%BD%E7%9F%A9%E9%98%B5)中的维护者 shell 矩阵。
只有批量工具需要 `jq`、GNU `timeout` 和 `shasum`；直接运行 C++ 功能测试和单项基准
不需要这些工具。

原始结果和测试命令见 [测试与性能](/arknet/zh/performance/methodology)。短时回环测量
不能预测广域网延迟或生产容量。

Source: https://openarkstudio.github.io/arknet/zh/performance/io-comparison/index.mdx