Created RTSP性能优化 (markdown)

RTSP性能优化.md

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+## 概述
+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](https://github.com/xiongziliang/ZLMediaKit/commit/b169f94cce1ecbab50248f25ee3b33dd40602fe1),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**。
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+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.
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+## 测试
+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：
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+- 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](https://github.com/xiongziliang/ZLMediaKit/blob/master/tests/test_benchmark.cpp)
+- 测试服务器：[MediaServer][https://github.com/xiongziliang/ZLMediaKit/tree/master/server]
+- 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。
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+## 测试数据
+- 启动的播放器个数：
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78686734-f6d31180-7925-11ea-9ba3-864865a910b9.png)
+- 实时码流:
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78686849-1b2eee00-7926-11ea-9434-a4f943021be5.png)
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+## 性能对比
+### 老版本数据
+- cpu使用率(浮动比较大，最高200%+)：
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78687097-621ce380-7926-11ea-9adb-80ccbbfca1f3.png)
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78687391-b031e700-7926-11ea-9b81-0339d8d9dafd.png)
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+- 性能分析(perf top)：
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78687480-c8096b00-7926-11ea-9d72-f21fffa8fd7d.png)
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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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+### 新版本数据：
+- cpu使用率(浮动比较小，50%以下)：
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78688226-9e9d0f00-7927-11ea-8d31-49d487f339b4.png)
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78687893-3b12e180-7927-11ea-9e41-653b771405de.png)
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+- 性能分析(perf top)：
+![image](https://user-images.githubusercontent.com/11495632/78688104-7a413280-7927-11ea-953b-d3b9a4c5ed0c.png)
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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。
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+## 总结
+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。
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+## 最后
+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。
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