效能對比：aelf智慧合約執行環境效能是evm的1000倍

Loning發表於2019-05-12
  1. 測試用例及程式碼庫
  2. 機器配置
  3. 測試結果
    3.1 EVM
    3.2 AElf
    3.2.1 LoopDivAdd10M
    3.2.2 LoopExpNop1M
  4. 測試結論

近期對標以太坊做了一系列針對測試，在此次測試過程中，我們發現在同一機型上，執行同樣的測試用例，aelf的合約執行效率遠高於以太坊EVM的合約執行效率。

以太坊的合約執行效率低，一方面因為虛擬機器機制和gas費規則帶來的一定開銷導致效率降低，另一方面因為EVM的256位設計導致合約執行效率更低。

而aelf使用C#的發射機制來呼叫合約，並且沒有多餘設計，合約執行效率自然遠高於以太坊的合約執行效率

1.測試用例及程式碼庫

以下是對標以太坊 loop-DivAdd-10M.json 和 loop-exp-nop-1M.json的測試情況

ETH: 基於官網go實現版本
https://github.com/ethereum/go-ethereum 
AELF: 基於官方C#實現版本
https://github.com/AElfProject/AElf

測試用例，對標ETH的標準測試：
https://github.com/ethereum/tests/tree/develop/src/VMTestsFiller
對應aelf測試用例：
https://github.com/AElfProject/AElf/blob/dev/bench/AElf.Benchmark

2.機器配置

Test Enviornment:
OS=ubuntu 16.04
QEMU Virtual CPU, 2 CPU, 2 logical and 2 physical cores
CPU MHz: 2194.916; cache size : 16384 KB

AElf Test Environment:

BenchmarkDotNet=v0.11.5
.NET Core SDK=2.2.203
[Host] : .NET Core 2.2.4 (CoreCLR 4.6.27521.02, CoreFX 4.6.27521.01), 64bit RyuJIT DEBUG

3.測試結果

LoopDivAdd10M：EVM耗時為aelf的169倍，差兩個數量級
LoopExpNop1M：EVM耗時為aelf的1223倍，差三個數量級

3.1 EVM

官方go實現版本的自帶測試程式執行結果

LoopDivAdd10M：14.236813572s
LoopExpNop1M: 639.16568ms

在這裡插入圖片描述

3.2 AElf

LoopDivAdd10M：84.01ms
LoopExpNop1M: 522.5us

3.2.1 LoopDivAdd10M

除法加法迴圈一千萬次

方法

public override DoubleValue LoopDivAdd(DivAddTestInput input)
{
    var r = input.X;
    for (uint i = 0; i < input.N; i++) 
    {
        r /= input.Y;
        r += input.K;
    }
    return new DoubleValue {Value = r};
}

輸入

new DivAddTestInput()
{
    X = 100,
    Y = 300,
    K = 500,
    N = 10000000
}

執行結果:
執行結果

3.2.2 LoopExpNop1M

方法

public override Int32Value LoopExpNop(PerformanceTesteInput input)
{
    for (uint i = 0; i < input.N; i++)
    {
    }
    return new Int32Value {Value = input.Seed};
}

輸入

new PerformanceTesteInput()
{
    Exponent = 0,
    Seed = _executeResult,
    N = 1000000
}

執行結果:
執行結果

4.測試結論

在試驗機配置相同的情況下：

迴圈執行1000萬次加法、除法測試後：

以太坊EVM約需要14236.81毫秒

而在aelf的節點測試中僅需84.01毫秒，高於EVM 169倍。

空迴圈執行100萬次後：

以太坊EVM需要639.16毫秒

而在aelf的節點測試中僅需0.5225毫秒，高於EVM 1223倍。

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