RTSP性能优化

ZLMediaKitAbout 3 min

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open in new window,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.

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：

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_benchmarkopen in new window
测试服务器：MediaServeropen in new window
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。

测试数据

启动的播放器个数：
实时码流:

性能对比

老版本数据

cpu 使用率(浮动比较大，最高 200%+)：
性能分析(perf top)：
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。

新版本数据：

cpu 使用率(浮动比较小，50%以下)：
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:
性能分析(perf top)：
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。

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。

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。

RTSP性能优化

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# 总结

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总结

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