MySQL基準測試和sysbench工具的詳解

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#   什麼是基準測試

#    資料庫的基準測試是對資料庫的效能指標進行定量的、可重複的、可比較的測試。基準測試與壓力測試 基準測試可以理解為針對系統的一種壓力測試。但基準測試不關心業務邏輯，更加簡單、直接、易於測試，數據可以由工俱生成，不要求真實；而壓力測試一般考慮業務邏輯(如購物車業務)，要求真實的數據。

   基準測試的功能

    對於多數Web應用，整個系統的瓶頸在於資料庫；原因很簡單：Web應用中的其他因素，例如網路頻寬、負載平衡節點、應用伺服器（包括CPU、記憶體、硬碟燈、連線數等）、緩存，都很容易透過水平的擴展（俗稱加機器）來實現性能的提高。而對於MySQL，由於資料一致性的要求，無法透過增加機器來分散向資料庫寫入資料帶來的壓力；雖然可以透過前置快取（Redis等）、讀寫分離、分庫分錶來減輕壓力，但是與系統其它組件的水平擴展相比，受到了太多的限制。

    而對資料庫的基準測試的作用，就是分析在目前的配置下（包括硬體配置、OS、資料庫設定等），資料庫的效能表現，從而找出MySQL的效能閾值，並根據實際系統的要求調整配置。

   基準測試的指標

    常見的資料庫指標包括：

    TPS/QPS：衡量吞吐量。回應時間：包括平均回應時間、最小回應時間、最大回應時間、時間百分比等，其中時間百分比參考意義較大，如前95%的請求的最大回應時間。 。並發量：同時處理的查詢請求的數量。

   基準測試的分類

    對MySQL的基準測試，有以下兩種想法：

•        整個系統的基準測試：透過http請求進行測試，如透過瀏覽器、APP或postman等測試工具。此方案的優點是能夠更好的針對整個系統，測試結果更加準確；缺點是設計複雜實現困難。
•        只針對MySQL的基準測試：優點和缺點與整個系統的測試剛好相反。

    在針對MySQL進行基準測試時，一般會使用專門的工具進行，例如mysqlslap、sysbench等。其中，sysbench比mysqlslap更通用、更強大，且更適合Innodb（因為模擬了許多Innodb的IO特性），以下介紹使用sysbench進行基準測試的方法。

   sysbench簡介

    sysbench是跨平台的基準測試工具，支援多線程，支援多種資料庫；主要包括以下幾個測試：

    1.cpu效能2.磁碟io效能3.調度程式效能4.記憶體分配及傳輸速度5.POSIX執行緒效能6.資料庫效能(OLTP基準測試)7.本文主要介紹資料庫效能的測試。

   sysbench安裝

#    本文所使用的環境時CentOS 6.5；在其他Linux系統上的安裝方法大同小異。 MySQL版本是5.6。

1.下载解压
wget https://github.com/akopytov/sysbench/archive/1.0.zip -O "sysbench-1.0.zip"
unzip sysbench-1.0.zip
cd sysbench-1.0

2.安装依赖
yum install automake libtool –y

3.安装 安装之前，确保位于之前解压的sysbench目录中。
./autogen.sh
./configure
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mysql/include 
#这里换成机器中mysql路径下的include
make
make install

4.安装成功
[[email protected] sysbench-1.0]# sysbench --version
sysbench 1.0.9

   sysbench文法

#    執行sysbench –help，可以看到sysbench的詳細使用方法。 sysbench的基本文法如下：

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

    以下說明實際使用中，常用的參數和指令。

   1.command command是sysbench要執行的命令，包括prepare、run和cleanup，顧名思義，prepare是為測試提前準備數據，run是執行正式的測試，cleanup是在測試完成後對資料庫進行清理。

   2.testname testname指定了要進行的測試，在舊版的sysbench中，可以透過--test參數指定測試的腳本；而在新版本中，--test參數已經宣告為廢棄，可以不使用--test，而是直接指定腳本。

    例如，以下兩種方法效果是一樣的：

sysbench --test=./tests/include/oltp_legacy/oltp.lua
sysbench ./tests/include/oltp_legacy/oltp.lua

    測試時使用的腳本為lua腳本，可以使用sysbench自備腳本，也可以自行開發。對於大多數應用，使用sysbench自帶的腳本就足夠了。在不同版本的sysbench中，lua腳本的位置可能不同，可以自己在sysbench路徑下使用find指令搜尋oltp.lua。 P.S.：大多數的資料服務都是oltp類型的，如果你不了解什麼是oltp，那麼大概率你的資料服務就是oltp類型。

   3.options sysbench的參數很多，其中較常用的包括： MySQL連接資訊參數:

##    1.--mysql-host：MySQL伺服器主機名，預設localhost；如果在本機上使用localhost報錯，提示無法連接MySQL伺服器，改成本機的IP位址應該就可以了。 2.--mysql-port：MySQL伺服器端口，預設33063.--mysql-user：使用者名稱4.--mysql-password：密碼

   

MySQL執行參數：

    1.--oltp-test-mode：执行模式，包括simple、nontrx和complex，默认是complex。simple模式下只测试简单的查询；nontrx不仅测试查询，还测试插入更新等，但是不使用事务；complex模式下测试最全面，会测试增删改查，而且会使用事务。可以根据自己的需要选择测试模式。2.--oltp-tables-count：测试的表数量，根据实际情况选择3.--oltp-table-size：测试的表的大小，根据实际情况选择4.--threads：客户端的并发连接数5.--time：测试执行的时间，单位是秒，该值不要太短，可以选择1206.--report-interval：生成报告的时间间隔，单位是秒，如10

   sysbench使用举例

    在执行sysbench时，应该注意：

    1.尽量不要在MySQL服务器运行的机器上进行测试，一方面可能无法体现网络（哪怕是局域网）的影响，另一方面，sysbench的运行（尤其是设置的并发数较高时）会影响MySQL服务器的表现。2.可以逐步增加客户端的并发连接数（--thread参数），观察在连接数不同情况下，MySQL服务器的表现；如分别设置为10,20,50,100等。3.一般执行模式选择complex即可，如果需要特别测试服务器只读性能，或不使用事务时的性能，可以选择simple模式或nontrx模式。4.如果连续进行多次测试，注意确保之前测试的数据已经被清理干净。

   下面是sysbench使用的一个例子：

   1.准备数据

sysbench ./tests/include/oltp_legacy/oltp.lua --mysql-host=192.168.10.10 --mysql-port=3306 --mysql-user=root --mysql-password=123456 --oltp-test-mode=complex --oltp-tables-count=10 --oltp-table-size=100000 --threads=10 --time=120 --report-interval=10 prepare

    其中，执行模式为complex，使用了10个表，每个表有10万条数据，客户端的并发线程数为10，执行时间为120秒，每10秒生成一次报告。 

   2.执行测试 将测试结果导出到文件中，便于后续分析。

sysbench ./tests/include/oltp_legacy/oltp.lua --mysql-host=192.168.10.10 --mysql-port=3306 --mysql-user=root --mysql-password=123456 --oltp-test-mode=complex --oltp-tables-count=10 --oltp-table-size=100000 --threads=10 --time=120 --report-interval=10 run >> /home/test/mysysbench.log

   3.清理数据 执行完测试后，清理数据，否则后面的测试会受到影响。

sysbench ./tests/include/oltp_legacy/oltp.lua --mysql-host=192.168.10.10 --mysql-port=3306 --mysql-user=root --mysql-password=123456 cleanup

   测试结果

    测试结束后，查看输出文件，如下所示：   

    其中，對於我們比較重要的資訊包括：queries：查詢總數及qps transactions：事務總數及tps Latency-95th percentile：前95%的請求的最大回應時間，本例中是344毫秒，這個延遲非常大，是因為我用的MySQL伺服器效能很差；在正式環境中這個數值是絕對不能接受的。

   建議

    以下是使用sysbench的一些建議。

   1.在開始測試之前，應該先明確：應採用整個系統的基準測試，還是針對MySQL的基準測試，還是二者都需要。 2.如果需要針對MySQL的基準測試，那麼還需要明確精度方面的要求：是否需要使用生產環境的真實數據，還是使用工俱生成也可以；前者實施起來更加繁瑣。如果要使用真實數據，盡量使用全部數據，而不是部分數據。 3.基準測試要進行多次才有意義。 4.測試時需要注意主從同步的狀態。 5.測試必須模擬多執行緒的情況，單執行緒情況不但無法模擬真實的效率，也無法模擬阻塞甚至死鎖情況。

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