go 1.12 では Windows にも Unix ドメインソケットが入るので簡単に使ってみた。

参考

qiita.com

go 1.12 beta1 のインストール

ここ(Google グループ) に書いてある通りにダウンロード。

> go get golang.org/dl/go1.12beta1 
> go1.12beta1 download 

簡単にインストールできるし、Windows でもコマンドが同じなのが便利。

ベンチマーク

単純にサーバーとクライアントを作るのもつまらないので、go test -bench で通信のベンチマークをとってみる

サーバーサイド

net.Listen に渡す引数を tcp から unix に変えて、IPアドレスとポートの代わりにUNIXドメインソケット用ファイルをアドレスとして渡すだけ。

package main

import (
    "log"
    "net"
    "os"
    "path/filepath"
)

var ok = []byte("ok")
var bufSize = 65537

func main() {
    proto := "unix"
    addr := filepath.Join(os.TempDir(), "unixdomainsocketsample")
    os.Remove(addr)

    listener, _ := net.Listen(proto, addr)
    defer listener.Close()

    for {
        func() {
            conn, err := listener.Accept()
            if err != nil {
                log.Fatal(err)
            }
            defer conn.Close()
            buf := make([]byte, bufSize)
            for {
                for {
                    n, err := conn.Read(buf)
                    if err != nil {
                        return
                    }
                    // 終端をチェック
                    if buf[n-1] == '\n' {
                        break
                    }
                }
                conn.Write(ok)
            }
        }()
    }
}

クライアントサイド

ベンチマーク用関数を定義。送信サイズごとに計測

package main

import (
    "log"
    "net"
    "os"
    "path/filepath"
    "strings"
    "testing"
)

func setup() net.Conn {
    proto := "unix"
    addr := filepath.Join(os.TempDir(), "unixdomainsocketsample")
    conn, err := net.Dial(proto, addr)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    return conn
}

func sendBase(conn net.Conn, times int, data []byte) {
    buf := make([]byte, 2)
    for i := 0; i < times; i++ {
        _, err := conn.Write(data)
        if err != nil {
            log.Println(err)
            return
        }
        conn.Read(buf)
    }
}

func BenchmarkSend1Char(b *testing.B) {
    conn := setup()
    defer conn.Close()
    benchmarks := []struct {
        name string
        data []byte
    }{
        {"00001-char", []byte(strings.Repeat("a", 1))},
        {"00127-char", []byte(strings.Repeat("a", 127))},
        {"00256-char", []byte(strings.Repeat("a", 256))},
        {"00512-char", []byte(strings.Repeat("a", 512))},
        {"01024-char", []byte(strings.Repeat("a", 1024))},
        {"02048-char", []byte(strings.Repeat("a", 2048))},
        {"04096-char", []byte(strings.Repeat("a", 4096))},
        {"08192-char", []byte(strings.Repeat("a", 8192))},
        {"16384-char", []byte(strings.Repeat("a", 16384))},
        {"32768-char", []byte(strings.Repeat("a", 32768))},
        {"65536-char", []byte(strings.Repeat("a", 65536))},
        {"131072-char", []byte(strings.Repeat("a", 131072))},
        {"262144-char", []byte(strings.Repeat("a", 262144))},
    }
    for _, bm := range benchmarks {
        var bmData []byte
        b.Run(bm.name, func(b *testing.B) {
            bmData = append(bm.data, '\n') // 終端追加
            b.ResetTimer()
            sendBase(conn, b.N, bmData)
        })
    }
}

計測

計測方法は、サーバー側を起動した後、ベンチコマンドをクライアント側で実行する。

サーバー側実行

> go1.12beta1 build -o server.exe server.go & server.exe

クライアント側

> go1.12beta1 test -bench .

結果

TCP、名前付きパイプとの実行結果を合わせて表にしてみた。TCPは標準の netパッケージを使用。名前付きパイプはMicroSoft/winio(https://github.com/Microsoft/go-winio) の実装を使用 () の中はサーバー側のバッファサイズ size は 送信データのサイズ

size	Unix(8192)	Unix(65537)	Tcp(8192)	Tcp(65537)	Pipe(8192)	Pipe(65537)
1 bytes	19900 ns/op	26439 ns/op	74849 ns/op	77649 ns/op	60250 ns/op	58899 ns/op
127 bytes	19230 ns/op	26299 ns/op	74449 ns/op	77105 ns/op	59733 ns/op	58099 ns/op
256 bytes	19319 ns/op	26499 ns/op	75199 ns/op	77009 ns/op	61233 ns/op	56000 ns/op
512 bytes	19790 ns/op	26119 ns/op	76249 ns/op	77757 ns/op	57700 ns/op	58233 ns/op
1024 bytes	21549 ns/op	27120 ns/op	76349 ns/op	77599 ns/op	60200 ns/op	57533 ns/op
2048 bytes	19020 ns/op	33019 ns/op	86399 ns/op	87699 ns/op	60050 ns/op	57549 ns/op
4096 bytes	25670 ns/op	31639 ns/op	93450 ns/op	96149 ns/op	60600 ns/op	59499 ns/op
8192 bytes	39780 ns/op	34859 ns/op	119399 ns/op	119499 ns/op	61300 ns/op	60166 ns/op
16384 bytes	44699 ns/op	33139 ns/op	169699 ns/op	167199 ns/op	65550 ns/op	63899 ns/op
32768 bytes	62300 ns/op	40339 ns/op	270600 ns/op	259000 ns/op	73649 ns/op	64999 ns/op
65536 bytes	84750 ns/op	44933 ns/op	496664 ns/op	493668 ns/op	86299 ns/op	75300 ns/op
131072 bytes	129299 ns/op	80049 ns/op	905476 ns/op	908032 ns/op	113600 ns/op	80750 ns/op
262144 bytes	213400 ns/op	119999 ns/op	1828996 ns/op	1816518 ns/op	188400 ns/op	117900 ns/op

ベンチ比較(Unix, Tcp, Pipe)

TCPとUNIXドメインソケットの差が大きいのでTcp(8192)とTpc(65536)を除外してグラフ化

ベンチ比較(Unix, Pipe)

Unix ドメインソケット同士の比較だと 4096と8192の間ぐらいで速度が反転する。大きいデータを送信する場合はそのあたりを基準にチューニングする必要があるのかな? パイプとUnix ドメインソケットの比較だと、基本的にはUnixドメインソケットのほうが早いようだ。ただ、サイズが大きくなると速度が同等になるので、大きいデータを一括で送信するようなケースの場合はパイプのほうがいいのかもしれない。

まとめ

今回はUNIXドメインソケットをGO言語で使ってみた。 使うだけだとつまらないのでパフォーマンスを測定し、TCP、名前付きパイプとの速度と比較してみた。 UNIXドメインソケットはTCPより速いみたいなので、内部的な通信ではUNIXドメインソケットを使うほうがいいのかもしれない。 また、Unixドメインソケットはパイプより速いが、大きなデータを一括で送信する場合はパイプでも速度的な違いはない。

今後の展開

Go言語とそれ以外の言語で通信できるようなら色々楽しそうなので そういうことにもチャレンジしていきたい。