本文使用SysBench测试PostgreSQL服务在不同并发线程数下的性能表现。

一、环境信息

被测服务器(192.168.132.167)：

• 4核8线程，32GB，1TB 7200转机械硬盘
• CentOS 7.9
• PostgreSQL 9.6.2

测试客户端(192.168.130.152)：

• 4核8线程，32GB，2TB 7200转机械硬盘
• CentOS 7.9
• SysBench 1.0.17

网络：

• 千兆以太局域网

二、测试综合性能

为了测试不同参数下数据库的性能表现，我们通常会将测试过程写成shell脚本循环执行。由于性能测试的时间可能很长，我们用tee命令将每次测试的结果保存到文件以免丢失数据。

我们用下面的脚本测试在不同线程数下的综合性能（oltp_read_write）。

#!/bin/sh
pg_host=192.168.132.167
pg_port=5432
pg_user=sbtest
pg_password=password
pg_db=sbtest

for ((threads=5; threads<=160; threads=threads+5));do
    sysbench oltp_read_write \
    --pgsql-host=$pg_host --pgsql-port=$pg_port \
    --pgsql-user=$pg_user --pgsql-password=$pg_password \
    --pgsql-db=$pg_db \
    --table_size=100000 --tables=12 \
    prepare

    sysbench oltp_read_write \
    --pgsql-host=$pg_host --pgsql-port=$pg_port \
    --pgsql-user=$pg_user --pgsql-password=$pg_password \
    --pgsql-db=$pg_db \
    --report-interval=5 \
    --table_size=100000 --tables=12 \
    --threads=$threads \
    --time=30 \
    run | tee -a result.txt 2>&1

    sysbench oltp_read_write \
    --pgsql-host=$pg_host --pgsql-port=$pg_port \
    --pgsql-user=$pg_user --pgsql-password=$pg_password \
    --pgsql-db=$pg_db \
    --tables=12 \
    cleanup
done

上面测试脚本的结果保存在result.txt文件里，使用下面的命令可以获取到所需的数据项，方便粘贴到excel表格里画图：

获取平均QPS值（考虑到超过100000的情况因此用两个cut实现）：
cat result.txt |grep queries:|cut -c 40-57|cut -d '(' -f 2
获取平均Latency值：
cat result_read.txt |grep avg:|cut -c 48-65

为减小误差，我们把测试脚本执行了2次，将每次得到的各线程数下的QPS数值画成一条曲线并叠加，得到下面的统计图，其中横轴是并发线程数，纵轴是QPS均值：

测试结果里各个线程数下TPS数值与QPS都十分接近20:1的关系，所以这里不单独画图展示TPS了。

从图中可以看出，两次测试结果比较接近，随着线程数增加QPS指标也同步增加，在120线程左右达到峰值。

两次测试的平均请求延迟（latency，毫秒）统计如下图所示，其中横轴仍然是并发线程数，纵轴是延迟时间：

延迟基本与线程数正相关，并且在140线程以上斜率有所增加。

三、测试只读性能

我们使用sysbench oltp_read_only命令测试纯读取场景下，不同线程数的QPS表现：

#!/bin/sh
pg_host=192.168.132.167
pg_port=5432
pg_user=sbtest
pg_password=password
pg_db=sbtest

sysbench oltp_read_only \
--db-driver=pgsql \
--pgsql-host=$pg_host --pgsql-port=$pg_port \
--pgsql-user=$pg_user --pgsql-password=$pg_password \
--pgsql-db=$pg_db \
--table_size=100000 \
--tables=12 \
prepare

for ((threads=5; threads<=120; threads=threads+5));do
    sysbench oltp_read_only \
    --db-driver=pgsql \
    --report-interval=5 \
    --table-size=100000 \
    --tables=12 \
    --threads=$threads \
    --time=30 \
    --pgsql-host=$pg_host --pgsql-port=$pg_port \
    --pgsql-user=$pg_user --pgsql-password=$pg_password \
    --pgsql-db=$pg_db \
    run | tee -a result.txt 2>&1
done

sysbench oltp_read_only \
--db-driver=pgsql \
--pgsql-host=$pg_host --pgsql-port=$pg_port \
--pgsql-user=$pg_user --pgsql-password=$pg_password \
--pgsql-db=$pg_db \
--tables=12 \
cleanup

为减小误差，我们把测试脚本执行了2次，将每次得到的各线程数下的QPS数值画成一条曲线并叠加，得到下面的统计图，其中横轴是并发线程数，纵轴是QPS均值：

测试结果里各个线程数下，TPS数值与QPS都十分接近16:1的关系，所以这里不单独画图展示TPS了。

从图中可以看出，两次测试结果比较接近，都是在50个并发线程时达到QPS峰值（大约35000请求/秒）。

两次测试的平均请求延迟（latency，毫秒）统计如下图所示，其中横轴仍然是并发线程数，纵轴是延迟时间：

从图中可以看出，两次测试结果比较接近，随着线程数量的增加，平均延迟是单调上升的，即使在并发50个线程QPS已经达到峰值后，平均延迟也是上涨的。因此从这两项测试结果来看，在50线程以上继续增加线程数量是没有意义的。

SysBench是一个基于LuaJIT的可脚本化多线程基准测试工具。它最常用于数据库基准测试，但也可用于创建不涉及数据库服务器的任意复杂工作负载。本文以一个典型测试为例，介绍SysBench的安装和使用。

一、环境信息

被测服务器(192.168.132.167)：

• 4核8线程，32GB，1TB 7200转机械硬盘
• CentOS 7.9
• PostgreSQL 9.6.2

测试客户端(192.168.130.152)：

• 4核8线程，32GB，2TB 7200转机械硬盘
• CentOS 7.9
• SysBench 1.0.17

网络：

• 千兆以太局域网

二、准备工作

安装SysBench

不同发行版的Linux按照官网上的说明安装即可：

Debian/Ubuntu

curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/akopytov/sysbench/script.deb.sh | sudo bash
sudo apt -y install sysbench

RHEL/CentOS:

curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/akopytov/sysbench/script.rpm.sh | sudo bash
sudo yum -y install sysbench

Fedora:

curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/akopytov/sysbench/script.rpm.sh | sudo bash
sudo dnf -y install sysbench

验证安装成功：

sysbench --version
sysbench 1.0.17

创建测试用DB

在被测服务器上，创建一个空的专门用于性能测试的库(sbtest)，以及相应的用户：

psql -h 192.168.132.167 -U postgres -W
> CREATE USER sbtest WITH PASSWORD 'password';
> CREATE DATABASE sbtest;
> GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE sbtest TO sbtest;

验证从客户端能够访问到此数据库：

psql -h 192.168.132.167 -U sbtest -W -d sbtest

三、开始测试

SysBench基本用法

SysBench自带了多种数据库性能测试的场景，这些测试场景的名称(testname)列表可以在/usr/share/sysbench/目录下找到，包括bulk_insert, oltp_delete, oltp_insert, oltp_point_select, oltp_read_only, oltp_read_write, oltp_update_index, oltp_update_non_index, oltp_write_only, select_random_points和select_random_ranges，从名字可以大致猜测出所代表的场景，例如oltp_read_write代表综合读写的场景，oltp_write_only代表只读的场景。

SysBench执行命令的统一格式是：

sysbench [options]... [testname] [command]

其中testname就是上面列出的测试名称，每个不同的testname有自己的command，但大多数支持的command都是prepare、run和cleanup。当然我们一般还需要填写options来指定如数据库地址、数据库密码等信息。

下面以oltp_read_write场景为例，介绍最经常使用的几个命令。

准备测试数据(prepare)

prepare的作用是向目标数据库里插入一些随机数据，作为后面真正的测试的数据环境。下面的命令在目标数据库里创建12张表，每张表里添加10万行随机数据：

sysbench oltp_read_write \
    --db-driver=pgsql --pgsql-host=192.168.132.167 --pgsql-port=5432 \
    --pgsql-user=sbtest --pgsql-password=password --pgsql-db=sbtest \
    --table_size=100000 --tables=12 \
    prepare

执行测试(run)

下面的命令执行实际的测试：

sysbench oltp_read_write \
    --db-driver=pgsql --pgsql-host=192.168.132.167 --pgsql-port=5432 \
    --pgsql-user=sbtest --pgsql-password=password --pgsql-db=sbtest \
    --report-interval=5 \
    --table_size=100000 --tables=12 \
    --threads=32 \
    --time=30 --warmup-time=10 \
    run

其中time参数规定了测试执行的时长(30秒)，warmup-time参数规定了测试前预热阶段的时长(10秒)，threads参数规定了客户端并发请求的线程数量(32线程)。

测试启动后，屏幕上会按指定时间间隔输出当前性能指标：

[ 5s ] thds: 32 tps: 217.41 qps: 4476.39 (r/w/o: 3138.93/895.24/442.22) lat (ms,95%): 467.30 err/s: 0.40 reconn/s: 0.00
[ 10s ] thds: 32 tps: 221.21 qps: 4380.99 (r/w/o: 3076.74/861.64/442.62) lat (ms,95%): 530.08 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 15s ] thds: 32 tps: 301.40 qps: 6071.88 (r/w/o: 4239.86/1229.02/603.01) lat (ms,95%): 297.92 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 20s ] thds: 32 tps: 262.78 qps: 5180.49 (r/w/o: 3626.58/1027.94/525.97) lat (ms,95%): 344.08 err/s: 0.20 reconn/s: 0.00
[ 25s ] thds: 32 tps: 186.81 qps: 3813.27 (r/w/o: 2673.39/765.05/374.83) lat (ms,95%): 590.56 err/s: 0.40 reconn/s: 0.00
[ 30s ] thds: 32 tps: 318.79 qps: 6382.66 (r/w/o: 4466.10/1278.17/638.39) lat (ms,95%): 227.40 err/s: 0.20 reconn/s: 0.00

测试结束后，会输出汇总指标报告：

SQL statistics:
    queries performed:
        read:                            106134
        write:                           30305
        other:                           15169
        total:                           151608
    transactions:                        7575   (252.30 per sec.)
    queries:                             151608 (5049.62 per sec.)
    ignored errors:                      6      (0.20 per sec.)
    reconnects:                          0      (0.00 per sec.)

General statistics:
    total time:                          30.0216s
    total number of events:              7575

Latency (ms):
         min:                                    9.55
         avg:                                  126.79
         max:                                 1051.62
         95th percentile:                      369.77
         sum:                               960450.42

Threads fairness:
    events (avg/stddev):           236.7188/3.16
    execution time (avg/stddev):   30.0141/0.00

清除测试数据

要清除前面执行测试产生的数据，执行下面的命令：

sysbench oltp_read_write \
    --db-driver=pgsql --pgsql-host=192.168.132.167 --pgsql-port=5432 \
    --pgsql-user=sbtest --pgsql-password=password --pgsql-db=sbtest \
    --tables=12 \

注意tables参数需要手工指定并且与prepare时一致，否则下次prepare可能会报错table已存在。

四、参考资料

• https://github.com/akopytov/sysbench
• https://severalnines.com/blog/how-benchmark-postgresql-performance-using-sysbench/
• https://blog.csdn.net/zhizhengguan/article/details/88345192