RTSP性能优化
在最近ZLMediaKit的一次提交中，我对rtsp服务器的性能做了一次改进,本次改进中，核心的思想是：
- 缓存时间戳相同的RTP包(意味着是同一帧数据)，作为一个数据包进行分发。
理论上，这样做可以大大减少多线程分发时线程切换次数、多余发送逻辑代码的执行以及系统调用次数，预期在不增加播放延时的情况下能大幅提高rtsp服务器的性能.
为了验证本次优化的预期目标，我在linux服务器上做了一系列的测试对比，以下是测试环境：
- 操作系统：ubuntu16 desktop 64bit
- cpu： 4核心的Intel(R) Core(TM) i7-4790 CPU @ 3.60GHz
- 编译器：gcc 5.4.0，开启Release编译(cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release)
- malloc库：连接jemalloc
- 网络： 127.0.0.1本地循环网络
- 测试客户端：test_benchmark
- 测试服务器：MediaServer
- 测试码流：4K H264的RTSP流，通过MP4 Rtsp点播实现，文件200秒，190MB,码流大概8Mb/s
- 测试方法：通过test_benchmark播放500路RTSP 4K点播，总码流大概4Gb/s，分别测试新老版本的MediaServer的进程。
- 启动的播放器个数：
- 实时码流:
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cpu使用率(浮动比较大，最高200%+)：
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性能分析(perf top)：
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总结 ： cpu占用主要发生在内核态的系统调用(syscall)、tcp_sendmsg、内存拷贝。
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cpu使用率(浮动比较小，50%以下)：
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后面我又测试了2000个播放器，掉了一批，最后稳定在1800个左右，实时流量17.5Gb/s(单向)左右,cpu占用300%左右:
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性能分析(perf top)：
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总结 ： cpu占用主要发生在内核态内存拷贝，系统调用(syscall)、tcp_sendmsg的开销很小。
本次性能测试基本证明了预想，性能提升大概有4倍以上。 本机器为i7-4790 4核心8线程的，所以cpu占用率最高为800%，现在ZLMediaKit在上面支撑500个4K RTSP播放器，实时流量大概4Gb/s时cpu使用率50%不到,通过简单换算，该cpu可以支撑大概8000个4K RTSP播放器，实时流量最高能达到64Gb/s，考虑到性能折损，我们保守估计可以支持6000个4K RTSP播放器，50Gb/s的流量。
在ZLMediaKit流媒体服务器中，通过智能指针引用计数的方式实现了多线程的数据分发，不管分发多少次，数据拷贝次数都是固定的，所以ZLMediaKit可以达到如此夸张的性能参数，但是在测试中，我们也能发现，性能占用已经大部分发生在内核态了，应用层的cpu占用反而不是瓶颈了。这是因为在内核态，写socket缓存需要做内存拷贝，随着播放器个数的增加，内存拷贝会越来越多，此时性能瓶颈不再是应用层，而是由于内存带宽瓶颈导致的内核性能瓶颈。