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延迟和吞吐量的区别 (Difference between latency and throughput)

经常会碰到有人说某某server的性能极高,能并发成百上千的请求云云。 我觉得这里很重要一点,就是要区分**延迟(latency)吞吐量(throughput)**之间的区别,有时候两者还是矛盾的。延迟是指一个动作从发起到完成花了多长时间,吞吐量是指一段时间内处理了多少工作。

我觉得举个银行柜台的例子,可以类比一下。把银行柜台比作一个接受处理请求的系统,把每一个排队的顾客看作一个请求。如果这样比较的话,那么延迟(latency)就是一个顾客从到柜台窗口到离开柜台服务用的是时间;而吞吐量(throughput)则是每小时这个银行能处理多少个顾客。让我们来考虑两个相反的例子:

1:低延迟(latency)加低吞吐量(throughput)

低延迟(latency)加低吞吐量(throughput)是个什么情况呢?那就是银行的柜员个个都是手脚勤快,处理每个顾客都是分分钟的事情,这就是低延迟。但是呢,不幸的是这个银行的员工比较少,开的柜台窗口比较少。所以就算这些柜员再能干,他们每小时处理的顾客也是比较有限的。在这种情况下,如果客户不多的话,用户体验还是不错的。因为一到银行就能办业务,办得又快。问题是,顾客多的时候,低吞吐量的瓶颈就明显了。

类比到程序,就是这个程序很快,但是并发差。例如,有个servlet,做一个很简单的工作,每次HTTP请求反应极快。但是,一旦有很多个HTTP请求一起来,那么处理完所有这些请求就要费很长时间。

2:高延迟(latency)加高吞吐量(throughput)

我们在考虑相反的情形:高延迟(latency)加高吞吐量(throughput)。 这里的高延迟(latency)就是对应每个柜员都是干活慢慢吞吞。但是呢,好在这个银行的柜员多啊,譬如同时开了10个窗口在处理业务。结果就是:每个顾客都要用好久,但是在一段时间内,总的处理顾客数还是很高。

类比到程序,就是这个程序慢,但是并发好。还是servlet的例子,让这个servlet做很费时间的操作。但是呢,这个servlet能同时接受很多的HTTP请求。这就是个高延迟加高吞吐量的系统。

再说这两者之间的矛盾

矛盾在于有限的资源。银行的资源在于人力,柜员是有限。如果柜员像计算机那样多线程工作的话,假设要求每个柜员低延迟,那么他势必专注于每个正在服务的顾客。这样就不可能同时服务很多顾客。如果要让他同时服务于很多顾客,那么每个顾客的服务时间就会变长。

回到开头,咱经常会碰到有人说某某server的性能极高,能并发成百上千的请求云云。那我就问,那它的响应延迟是不是很慢啊?说到底,计算机就这点有限的计算能力。让它跑得即要快又要多,那是不可能的。