Go (Golang) vs Node.js: Performance (Latency - Throughput - Saturation - Availability)

Summary

In diesem Video vergleicht der Sprecher die Leistung von Node.js und Golang in Kubernetes und zeigt, wie man beide Anwendungen optimieren kann. Es werden wichtige Benchmark-Tests durchgeführt, um die P99-Latenz, CPU- und Speichernutzung sowie die Verfügbarkeit zu messen. Der Fokus liegt auf der Verbesserung der Golang-Leistung durch die richtige Konfiguration von GOMAXPROCS und der Nutzung von Kubernetes-Ressourcen. Node.js wird als konkurrenzfähig, aber etwas langsamer dargestellt, während Golang von einer präzisen Ressourcenverwaltung profitiert, was seine Leistung erheblich steigert. Der Sprecher gibt wertvolle Einblicke in die Leistungsoptimierung von Anwendungen in Kubernetes.

Takeaways

• 😀 Node.js ist ein single-threaded Framework, das bei der Arbeit mit mehreren Kernen Einschränkungen hat, was zu einer suboptimalen Nutzung der verfügbaren CPU-Kerne führt.
• 😀 Im Vergleich zu Node.js kann Golang durch seine bessere Concurrency-Architektur alle verfügbaren Kerne effizient nutzen, was zu besserer Performance führt.
• 😀 Um die Leistung von Node.js auf Multi-Core-Servern zu verbessern, empfiehlt es sich, das Clustering-Modus oder horizontale Skalierung in Kubernetes zu verwenden.
• 😀 Kubernetes Requests und Limits steuern, wie viel CPU und Arbeitsspeicher eine Anwendung in einem Cluster nutzen darf, um die Belastung fair zu verteilen.
• 😀 Der Unterschied zwischen CPU-Grenzwerten und -Requests in Kubernetes wird erklärt, wobei 'millicores' verwendet werden, um Bruchteile der CPU-Zeit zu definieren.
• 😀 Ein CPU-Limit von 250 bedeutet, dass eine Anwendung maximal 25 % einer CPU verwenden darf. Wenn dieses Limit überschritten wird, wird die Anwendung von Kubernetes gedrosselt.
• 😀 Die richtige Konfiguration von Golang in Kubernetes, insbesondere die Einstellung von GOMAXPROCS, ist entscheidend, um die Performance zu optimieren und Ressourcenverschwendung zu vermeiden.
• 😀 In den Benchmarks wurde deutlich, dass eine nicht optimierte Golang-Anwendung bei hoher Last durch die falsche Anzahl von Threads in Kubernetes stark eingebremst wird.
• 😀 Die horizontale Skalierung von Node.js in Kubernetes verbessert die Verarbeitungskapazität, jedoch ist sie tendenziell langsamer und benötigt mehr Ressourcen als Golang.
• 😀 Durch das Setzen von GOMAXPROCS auf den Wert der verfügbaren CPU-Kerne kann die Performance von Golang erheblich verbessert werden, was zu weniger CPU-Drosselung und besserer Stabilität führt.

Q & A

Was ist das Hauptziel der Benchmark-Tests im Video?

Das Hauptziel der Benchmark-Tests ist es, die Leistung von Node.js und Golang zu vergleichen und gleichzeitig neue Techniken zur Verbesserung der Anwendungsleistung in Kubernetes zu erlernen und zu teilen.

Welche Unterschiede gibt es zwischen Node.js und Golang hinsichtlich ihrer Thread-Verwaltung?

Node.js ist ein Single-Threaded-Modell, das mehrere Threads für spezifische Aufgaben nutzt, während Golang mehrere Threads basierend auf der Anzahl der verfügbaren CPU-Kerne erstellt, was eine bessere Parallelisierung und Skalierbarkeit ermöglicht.

Warum wurde im ersten Test Kubernetes' CPU-Limit auf 1 gesetzt und die Anwendung horizontal skaliert?

Das wurde gemacht, um Node.js besser an die Multicore-Umgebung anzupassen. Durch horizontales Skalieren kann Node.js mehrere CPU-Kerne effizienter nutzen, da das ursprüngliche Single-Thread-Modell nur einen Kern verwendet.

Was sind Kubernetes' CPU-Requests und Limits und wie funktionieren sie?

CPU-Requests und Limits werden in Millicores gemessen und legen fest, wie viel CPU-Zeit ein Container verwenden darf. Wenn der Container mehr CPU-Zeit verbraucht als festgelegt, wird er von Kubernetes gedrosselt, um eine faire Ressourcennutzung sicherzustellen.

Welche Auswirkungen hat das Überschreiten der CPU-Grenzen in Kubernetes auf die Leistung der Anwendungen?

Wenn die CPU-Grenzen überschritten werden, beginnt Kubernetes, die Anwendung zu drosseln, was zu höheren Latenzzeiten und einer insgesamt schlechteren Leistung führt.

Wie beeinflusst das Setzen des GOMAXPROCS-Werts in Golang die Leistung?

Das Setzen von GOMAXPROCS auf den Wert der verfügbaren CPU-Kerne optimiert die Parallelisierung und verhindert unnötige Thread-Migrationen, wodurch die Leistung verbessert und die CPU-Auslastung effizienter genutzt wird.

Was ist der Unterschied zwischen einer korrekt konfigurierten Golang-Anwendung und einer standardmäßig deployten Golang-Anwendung?

Eine korrekt konfigurierte Golang-Anwendung stellt sicher, dass GOMAXPROCS auf die verfügbare Anzahl von CPU-Kernen gesetzt wird, während die Standardkonfiguration ohne diese Anpassung unnötig viele Threads erstellt, was zu einer ineffizienten Nutzung der Ressourcen und höheren Latenzen führt.

Warum hat Node.js bei der Skalierung im Vergleich zu Golang eine höhere CPU-Nutzung?

Node.js hat eine höhere CPU-Nutzung, weil es eine Single-Threaded-Architektur verwendet, die dazu führt, dass eine einzelne Instanz auf einem einzelnen Kern arbeitet. Golang hingegen nutzt mehrere Threads, die auf verschiedenen Kernen parallel laufen, was zu einer besseren Verteilung der Last führt.

Was passiert, wenn die Anwendungsrate über 70.000 Anfragen pro Sekunde steigt?

Ab 70.000 Anfragen pro Sekunde beginnen sowohl Node.js als auch Golang, Anfragen abzulehnen, da Kubernetes beide Anwendungen drosselt, wenn sie ihre CPU-Grenzen überschreiten.

Wie lässt sich die Leistung einer Golang-Anwendung in Kubernetes optimieren?

Die Leistung kann verbessert werden, indem GOMAXPROCS auf die Anzahl der verfügbaren CPU-Kerne eingestellt wird, was die Anzahl der Threads optimiert und die CPU-Nutzung reduziert, wodurch die Anwendung effizienter arbeitet und weniger throttling erfährt.