Java微服务能像Go微服务一样快吗？
这是我最近一直在思索地一个问题。
去年8月份的the Oracle Groundbreakers Tour 2020 LATAM大会上，Mark Nelson和Peter Nagy就对此做过一系列基础的的测试用以比较。接下来就给大家介绍下。
在程序员圈子里，普遍的看法是Java 老、慢、无聊 ，而Go是 快、新、酷
为了尽可能的进行一个相对公平的测试，他们使用了一个非常简单的微服务，没有外部依赖关系（比如数据库），代码路径非常短（只是操纵字符串），使用了小型的、轻量级的框架（Helidon for Java和Go工具包for Go），试验了不同版本的Java和不同的jvm。
对决双雄
我们先来看下擂台两边的选手：
- 身穿深色战服的选手是 JAVA
Java是由被甲骨文收购的Sun Microsystems开发的。它的1.0版本是1996年发布的，最新的版本是2020年的Java15。主要的设计目标是Java虚拟机和字节码的可移植性，以及带有垃圾收集的内存管理。它是全世界最流行的语言之一，在开源环境下开发。
我们先看下JAVA的问题，大家普遍认为它最大的问题就是速度慢，已经慢到让人觉得不再是合理的，而是更具历史意义的。不过这么多年来，Java诞生了很多不同的垃圾收集算法用来加快它运行的速度。
Oracle实验室最近已经开发了一个新的Java虚拟机GraalVM，它有一个新的编译器和一些令人兴奋的新特性，比如能够将Java字节码转换成一个本机映像，可以在没有javavm的情况下运行等。
- 而它的对手就是年轻充满活力的 GO
GO是由谷歌的罗伯特·格里默、罗伯·派克和肯·汤姆森创建的。他们对UNIX、B、C、Plan9、UNIX窗口系统等做出了重大贡献。GO是开源的，在2012年发布了1.0版本（比JAVA晚了16年），在2020年发布了1.15版本。无论是在采用方面，还是在语言和工具生态系统本身方面，它都在快速增长。
GO受C、Python、JavaScript和C++等多种语言的影响。被设计成高性能网络和多处理的最佳语言。
StackOverflow有27872个带“Go”的问题，而Java只有1702730个。足见长江后浪推前浪。
Go是一种静态类型的编译语言。它有称为goroutines的轻量级进程（这些不是OS线程），它们之间有独特的通信通道（类型化的，FIFO）。Go是许多CNCF项目的首选语言，例如Kubernetes、Istio、Prometheus和Grafana。
赛前对比
从个人感觉来说，Go相比JAVA来说，优点在于：
- Go更容易实现复合、纯函数、不变状态等功能模式。
- Go处于生命周期的早期，因此它没有向后兼容性的沉重负担—Go仍然可以轻易打破某些限制来改进。
- Go编译成一个本机静态链接的二进制文件-没有虚拟机层-二进制文件拥有运行程序所需的一切，这对于“从头开始”的容器来说非常好。
- Go体积小、启动快、执行快（目前是的）。
- Go没有OOP，继承，泛型，断言，指针算法。
- Go写法上较少的括号。
- Go没有循环依赖、没有未使用的变量或导入、没有隐式类型转换的强制。
- Go样板代码少得多。
缺点是：
- Go工具生态系统还不成熟，尤其是依赖关系管理——有几个选项，没有一个是完美的，特别是对于非开源开发；仍然存在兼容性挑战。
- 构建具有新的/更新的依赖项的代码非常慢（比如Maven著名的“下载Internet”问题）。
- 导入将代码绑定到存储库，这使得在存储库中移动代码成为一场噩梦。
- 调试、评测等仍然是一个挑战。
- 用到了指针。
- 需要实现一些基本的算法。
- 没有动态链接。
- 没有太多旋钮来调优执行或垃圾收集、概要文件执行或优化算法。
比赛开始
使用JMeter来运行负载测试。这些测试多次调用这些服务，并收集有关响应时间、吞吐量（每秒事务数）和内存使用情况的数据。对于Go，收集驻留集大小；对于Java，跟踪本机内存。
在测量之前，使用1000次服务调用对应用程序进行预热。
应用程序本身的源代码以及负载测试的定义都在这个GitHub存储库中： https://github.com/markxnelson/go-java-go
第一回合
在第一轮测试中，在一台“小型”机器上进行了测试，是一台2.5GHz双核Intel core i7笔记本电脑，16GB内存运行macOS。测试运行了100个线程，每个线程有10000个循环，上升时间为10秒。Java应用程序运行在JDK11和Helidon2.0.1上。使用Go 1.13.3编译的Go应用程序。
结果如下:
可以看出，第一回合是Go赢了！
JAVA占的内存太多了；预热对JVM有很大的影响—我们知道JVM在运行时会进行优化，所以这是有意义的。
在第一回合的基础上，意犹未尽的又引入GraalVM映像以使 Java 应用程序的执行环境更接近于 Go 应用程序的环境，添加了 GraalVM 映像测试(用 GraalVM EE 20.1.1ー JDK 11构建的本机映像)的结果是：
通过使用 GraalVM 映像在 JVM 上运行应用程序，我们没有看到吞吐量或响应时间方面的任何实质性改进，但是内存占用的确变小了。
下面是一些测试的响应时间图:
第二回合
在第二轮测试中，使用一台更大的机器上运行测试。36核（每个核两个线程）、256GB内存、运行oraclelinux7.8的机器。
和第一轮类似，使用了100个线程，每个线程使用了10,000个循环，10秒的加速时间，以及相同版本的 Go，Java，Helidon 和 GraalVM。
结果如下：
这一回合是GraalVM 映像赢了！
下面是一些测试的响应时间图：
在这个测试中，Java变体的表现要好得多，并且在没有使用Java日志记录的情况下，它的性能大大超过了Go。Java似乎更能使用硬件提供的多核和执行线程（与Go相比）。
这一轮的最佳表现来自GraalVM native image，平均响应时间为0.25毫秒，每秒事务数为82426个，而Go的最佳结果为1.59毫秒和39227个tps，然而这是以多占用两个数量级的内存为代价的！
GraalVM映像比在jvm上运行的同一应用程序快大约30–40%！
第三回合
这次，比赛在Kubernetes集群中运行这些应用程序，这是一个更自然的微服务运行时环境。
这次使用了一个Kubernetes 1.16.8集群，它有三个工作节点，每个节点有两个内核（每个内核有两个执行线程）、14GB的RAM和oraclelinux7.8。
应用程序访问是通过Traefik入口控制器进行的，JMeter在Kubernetes集群外运行，用于一些测试，而对于其他测试，使用ClusterIP并在集群中运行JMeter。
与前面的测试一样，我们使用了100个线程，每个线程使用了10,000个循环，以及10秒的加速时间。
下面是各种不同容器的大小：
- Go 11.6MB 11.6 MB
- Java/Helidon 1.41GB 1.41 GB
- Java/Helidon JLinked 150MB 150mb
- Native image 25.2MB 25.2 MB
结果如下：
下面是一些测试的响应时间图：
在这一轮中，我们观察到 Go 有时更快，GraalVM 映像有时更快，但这两者之间的差别很小(通常小于5%)。
Java似乎比Go更善于使用所有可用的内核/线程—我们在Java测试中看到了更好的CPU利用率。Java性能在拥有更多内核和内存的机器上更好，Go性能在较小/功能较弱的机器上更好。在一台“生产规模”的机器上，Java很容易就和Go一样快，或者更快。
