ErlangでMMOとか作ろう

ゆうべ、cryptoがボトルネックになりうるかどうかを計測してみましたが、今朝起きて「さすがにバラつきすぎだろう」と思い、同じコードをLinuxにもっていって計測し直してみました。

同じマシンで、Windows版VirtualboxでCentOS6.2 32bit版を動かしています。

10回計測、単位は秒。

	1万プロセス		10万プロセス
	暗号なし	暗号あり	暗号なし	暗号あり
平均	0.105	0.113	7.730	7.806
最大	0.189	0.216	7.852	7.886
最小	0.093	0.098	7.694	7.789

というわけで、ばらつきが減って、cryptoの負荷がどれくらいかが見えやすくなりましたね。

cryptoへ一気に流し込んでも、それほど処理の影響はなさそうです。
そもそもcryptoの処理自体が（全体と比して）軽そうです。

とした結論のところは変わりません。

というわけで、暗号化ライブラリ「crypto」の使いどころのエントリで、voluntasさんから秒間数千程度なら「気にせず使っても問題ありませんよ」とのコメントをいただいてたので、ちょっとコードを書いて試してみました。

Windows7 64ビット版
Erlang OTP R15B（x64）
CPU AMD PhenomII X4 905e 2.5GHz
メモリ 12GB

という環境で、erl.exeにて実行。10回の計測を実施、単位は秒。

	1万プロセス		10万プロセス
	暗号なし	暗号あり	暗号なし	暗号あり
平均	0.304	0.278	38.286	40.150
最大	0.499	0.500	104.365	117.983
最小	0.156	0.156	10.452	10.936

でした。割とばらつくのはWindows上のVMだからでしょうか。1万プロセス〜10万プロセスぐらいだと最大も最小もほぼ変わらないですね。cryptoへ一気に流し込んでも、それほど処理の影響はなさそうです。
そもそもcryptoの処理自体が（全体と比して）軽そうです。

crypto処理ありのベンチマークテストコード。

-module(cryptobench).
-import(lists, [foreach/2]).

-compile(export_all).

start(A) ->
	crypto:start(),
	E = encrypt_text("Hello World!"),
	L = lists:seq(1, A, 1),
	SendBackPid = self(),
	StartTime = erlang:now(),
	lists:map(fun(X) -> spawn(fun() -> sendback(SendBackPid, X, E) end)	end	,L),
	loop([], A),
	EndTime = erlang:now(),
	Diff = timer:now_diff( EndTime, StartTime ),
	io:format("elapsed time: ~p (sec)~n", [ Diff / 1000000 ]),
	crypto:stop().

loop(State, Count) when length(State) == Count ->
	io:format("end of loop~p~n", [length(State)]);

loop(State, Count) ->
	receive
		{hello, Id, "Hello World!", _SenderPid} -> loop([Id | State], Count);
		_ -> loop(State, Count)
	end.

sendback(To, Id, E) ->
	To ! {hello, Id, decrypt_text(E), self()}.

%% Encryption utilities.

encryption_key() -> <<16#01,16#23,16#45,16#67,16#89,16#AB,16#CD,16#EF,16#F0,16#12,16#34,16#56,16#78,16#9A,16#BC,16#DE>>.
encryption_iv() ->  <<16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00,16#00>>.

encrypt_text(PlainText) ->
    encrypt_bin(erlang:list_to_binary(PlainText)).

encrypt_bin(Binary) ->
    Key = encryption_key(),
    IVec =  crypto:aes_cbc_ivec(encryption_iv()),
    crypto:aes_ctr_encrypt(Key, IVec, Binary).

decrypt_text(Encrypted) ->
	erlang:binary_to_list(decrypt_bin(Encrypted)).

decrypt_bin(Encrypted) ->
    Key = encryption_key(),
    IVec =  crypto:aes_cbc_ivec(encryption_iv()),
    crypto:aes_ctr_decrypt(Key, IVec, Encrypted).

こちらがcrypto処理無しの方。

-module(bench).
-import(lists, [foreach/2]).

-compile(export_all).

start(A) ->
	E = "Hello World!",
	L = lists:seq(1, A, 1),
	SendBackPid = self(),
	StartTime = erlang:now(),
	lists:map(fun(X) -> spawn(fun() -> sendback(SendBackPid, X, E) end)	end	,L),
	loop([], A),
	EndTime = erlang:now(),
	Diff = timer:now_diff( EndTime, StartTime ),
	io:format("elapsed time: ~p (sec)~n", [ Diff / 1000000 ]).

loop(State, Count) when length(State) == Count ->
	io:format("end of loop~p~n", [length(State)]);

loop(State, Count) ->
	receive
		{hello, Id, "Hello World!", _SenderPid} -> loop([Id | State], Count);
		_ -> loop(State, Count)
	end.

sendback(To, Id, E) ->
	To ! {hello, Id, E, self()}.

mnesia:transaction/1について、いろいろ書いてたところ、voluntas さんから「mnesia:transaction/1 ではなく mnesia:activity/2 を使うといいですよ。」とのアドバイスをいただいた。

mnesia:activity/2は飛行機本で紹介されてなかったこともあり、まったく知らなかったので、ドキュメントとかvoluntasさんの書かれたソースとか見てみた。とりあえず、mnesia:transaction/1に近い使い方をしたいだけなら、ちょっと書き換えるだけで使えそうな気配。具体的にはこんな感じ。

1> mnesia:transaction(fun() -> mnesia:read({sample, foo}) end).
{atomic,[{sample, foo, data_of_foo}]}

2> mnesia:activity(transaction, fun() -> mnesia:read({sample, foo}) end).
[{sample, foo, data_of_foo}]

mnesia:activity/2にするときは、
・第1引数に「transaction」を指定する。
・返ってくる値は「 {atomic, VALUE} 」ではなく、「 VALUE 」となる。
の2点でなんとかなりそう。

トランザクション以外の処理させ方もいろいろ使えるみたい。ドキュメントはこちら＞mnesia:activity/2

ちなみに、存在しないテーブル名を指定するなどして失敗すると、mnesia:transaction/1だったら{aborted, Reason}だったのが、mnesia:activity/2だと、いきなりexitしてくるんですね。気をつけます。

ErlangでAESとかの暗号化を行いたいときに使う「crypto」ですが、OpenSSLのライブラリ（シェアードオブジェクトやDLL）をPort経由で使ってるんですね。

Simple dungeonで、Mnesiaに保存する際にパスワードや連絡先メールアドレスなどを暗号化しようとしているのですが、この構成だと、多数のErlangプロセスが好き放題呼ぶと、ここが隘路になるので、使いどころに注意が必要な感じです。

まあ、ちょっとやそっとじゃここがボトルネックになるほどの負荷はかからないと思うのですが、いったんボトルネック判定されたら、そこからの対策が難しいので、たまーに参照するぐらいの頻度にしておきます。。。

Simple dungeonで、Mnesiaのノードリストや、移動処理でのインターバル値（1ブロック歩くのにかかる秒数）などをカスタマイズできるようにしたいなと思って、「設定ファイル」をどう作ればいいか調べました。

YAMLとか.ini、.confファイルのような、インストールしたアプリケーションの動作をカスタマイズするためのファイルフォーマットがあるかと思ったら、Erlangには file:consult/1 という関数が用意されていて、Erlang termで書いておけばそのままアトムや文字列、数値、リストなどを読み込んでくれるんですね。これは便利。

XMLで作って読ませることも考えたのですが、今のところはそこに注力する必要はないので、素直にfile:consult/1を使うかたちで行くことにします。