2 MySQL 基准测试

设计和规划基准测试。
基准测试应该运行多长时间。
获取系统性能和状态。需要记录的数据包括系统状态和性能指标，诸如 CPU 使用率、磁盘 I/O、网络流量统计、SHOW GLOBAL STATUS 计数器等，可以写脚本实现。
获得准确的测试结果。
运行基准测试并分析结果。最好是自动化测试。
将测试结果绘图展示。绘图能更加直观的观察到某些问题，典型的是周期性问题。可以使用 gnuplot 将文本第 5 步的文本数据绘制成图形。

示例测试脚本 mysqltest.sh 如下，将 /root/benchmarks/running 目录删除后就可以停止循环任务了。

#!/bin/sh

INTERVAL=5
PREFIX=$INTERVAL-sec-status
RUNFIFE=/root/benchmarks/running
mysql -proot123456 -e 'SHOW GLOBAL VARIABLES' >> mysql-variables
while test -e $RUNFILE;do
  file=$(date +%F_%I)
  sleep=$(date + %s.%N | awk "{print $INTERVAL - (\$1 % $INTERVAL)}")
  sleep $sleep
  ts="$(date + "TS %s.%N %F %T")"
  loadavg="$(uptime)"
  echo "$ts $loadavg" >> $PREFIX-${file}-status
  mysql -proot123456 -e 'SHOW GLOBAL STATUS' >> $PREFIX-${file}-status &
  echo "$ts $loadavg" >> $PREFIX-${file}-innodbstatus
  mysql -proot123456 -e 'SHOW ENGINE INNODB STATUS\G' >> $PREFIX-${file}-innodbstatus & 
  echo "$ts $loadavg" >> $PREFIX-${file}-processlist
  mysql -proot123456 -e 'SHOW FULL PROCESSLIST\G' >> $PREFIX-${file}-processlist & 
  echo $ts
done
echo Exiting because $RUNFIFE does not exist.

示例分析脚本为 analyze.sh。将上面生成的文件使用命令 ./analyze.sh 5-sec-status-2022-04-02 分析，这块目前分析失败了，猜是因为版本问题，后面回头再整下。

#!/bin/sh

awk '
  BEGIN {
	printf "#ts date time load QPS"
	fmt = " $.2f"
  }
  /^TS/ {
	ts      = substr($2, 1, index($2, ".") - 1);
	loaad   = NF - 2;
	diff    = ts - prev_ts;
	prev_ts = ts;
	printf "\n%s %s %s %s", ts, $3, $4, substr($load, 1, length($load)-1);
  }
  /Queries/ {
	printf fmt, ($2-Queries)/diff
	Queries=$2
  }
  ' "$@"

4 基准测试工具

我们使用现有的工具可以解决大部分的问题。

4.1 集成式测试工具

简单的列举如下。

ab。Apache HTTP 服务器基准测试工具。
http_load。和 ab 类似，但比 ab 更灵活。
JMeter。可以测试 Web 应用、FTP 服务器、JDBC 测试。

4.2 单组件式测试工具

简单的列举如下。

mysqlslap。模拟服务器的负载，并输出计时信息。它包含在 MySQL 发行包中。支持自动生成查询 schema 的 SELECT 语句。
MySQL Benchmark Suitte (sql-bench)。基准测试套件。它是单线程的，主要用于测试服务器执行查询的速度。这个套件的主要好处是包含了大量预定义的测试，其最大的缺点主要有：它是单用户的，测试的数据集很少且用户无法使用指定的数据，并且同一个测试多次运行的结果可能会相差很大。
Super Smack。用于 MySQL 和 PostgreSQL 的基准测试工具，可以提供压力测试和负载生成，可以模拟多用户访问，可以加载测试数据到数据库，并支持使用随机数据填充测试表等。它是一个复杂而强大的工具。
Database Test Suite。
Percona's TPCC-MySQL Tool。
sysbench。它是一款多线程系统压测工具。它可以根据影响数据库服务器性能的各种因素来评估系统的性能。例如，可以用来测试文件 I/O、操作系统调度器、内存分配和传输速度、POSIX 线程，以及数据库服务器等。sysbench 支持 Lua 脚本语言，Lua 对于各种测试场景的设置可以非常灵活。sysbench 是我们非常喜欢的一种全能测试工具，支持 MySQL、操作系统和硬件的硬件测试。

::: MySQL 提供了内置的 BENCHMARK() 函数，可以测试某些特定操作的执行速度。虽然用起来很方便，但不合适用来做真正的基准测试，因为很难理解真正要测试的是什么，而且测试的只是整个执行周期中的一部分环节。 :::

5 基准测试案例

演示上面提到的基准测试工具进行测试的真实案例，来帮助我们入门。

5.1 http_load

http_load 的安装如下。

$ wget http://www.acme.com/software/http_load/http_load-09Mar2016.tar.gz
$ tar zxvf http_load-09Mar2016.tar.gz
$ cd http_load-09Mar2016
# make install 时若出现 /usr/local/man/man1 目录不存在，则使用 mkdir -p /usr/local/man/man1 创建即可
$ make && make install

下面是简单的使用 http_load。
首先创建 urls.txt 文件，输入如下的 URL。

http://www.mysqlperformanceblog.com/
http://www.mysqlperformanceblog.com/page/2/
http://www.mysqlperformanceblog.com/mysql-patches/
http://www.mysqlperformanceblog.com/mysql-performance-presentations/
http://www.mysqlperformanceblog.com/2006/09/06/slow-query-log-analyzes-tools/

循环请求给定的 URL 列表。测试命令如下。

# 简单地输出统计信息
$ http_load -parallel 1 -seconds 10 urls.txt
22 fetches, 1 max parallel, 0 bytes, in 10.0008 seconds
0 mean bytes/connection
2.19983 fetches/sec, 0 bytes/sec
msecs/connect: 219.921 mean, 231.738 max, 212.422 min
msecs/first-response: 220.171 mean, 232.014 max, 212.775 min
HTTP response codes:
  code 302 -- 22

# 尽可能快地循环请求给定的 URL 列表
$ http_load -parallel 5 -seconds 10 urls.txt
110 fetches, 5 max parallel, 0 bytes, in 10.0009 seconds
0 mean bytes/connection
10.999 fetches/sec, 0 bytes/sec
msecs/connect: 219.397 mean, 236.409 max, 209.913 min
msecs/first-response: 220.06 mean, 236.472 max, 211.1 min
HTTP response codes:
  code 302 -- 110

# 根据预估的访问请求率（比如每秒 5 次）来做压力模拟测试
$ http_load -rate 5 -seconds 10 urls.txt
45 fetches, 5 max parallel, 0 bytes, in 10.0129 seconds
0 mean bytes/connection
4.49421 fetches/sec, 0 bytes/sec
msecs/connect: 262.107 mean, 527.036 max, 225.991 min
msecs/first-response: 252.711 mean, 529.103 max, 210.778 min
HTTP response codes:
  code 302 -- 45

# 模拟更大的负载，可以将访问请求率提高到每秒 20 次请求。这样，连接和请求响应时间都会随着负载的提高而增加。
$ http_load -rate 20 -seconds 10 urls.txt
190 fetches, 11 max parallel, 0 bytes, in 10.0187 seconds
0 mean bytes/connection
18.9645 fetches/sec, 0 bytes/sec
msecs/connect: 246.765 mean, 273.503 max, 226.815 min
msecs/first-response: 231.528 mean, 257.34 max, 212.344 min
HTTP response codes:
  code 302 -- 190

5.2 MySQL 基准测试套件

略。

5.3 sysbench

推荐。安装 yum install sysbench -y。

sysbench 的 CPU 基准测试。

# 查看 CPU 配置
$ cat /proc/cpuinfo 

# 测试 CPU，通过时间可以对比 CPU 性能结果
$ sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
...
sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)
...
General statistics:
    total time:                          10.0005s
    total number of events:              3980
...

sysbench 的文件 I/O 基准测试。

# 创建一个数据集
$ sysbench fileio --file-total-size=1G prepare

# 运行，针对不同的 I/O 类型有不同的测试选项。seqwr:顺序写入;seqrewr:顺序重写;seqrd:顺序读取;rndrd:随机读取;rndwr:随机写入;rndrw:混合随机读/写。
$ sysbench fileio --file-total-size=1G --file-test-mode=rndrw  --time=300 --max-requests=0 run
sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)
...
Threads started!

File operations:
    reads/s:                      994.61
    writes/s:                     663.07
    fsyncs/s:                     2121.94
...
General statistics:
    total time:                          300.0569s
    total number of events:              1133978
...
Threads fairness:
    events (avg/stddev):           1133978.0000/0.00
    execution time (avg/stddev):   299.0384/0.00

# 清除生成的测试文件
$ sysbench fileio --file-total-size=1G cleanup

sysbench 的 OLTP 基准测试。略。测试事务的。
sysbench 的其他特性。和数据库没有关系的性能。

内存。测试内存的连续读写性能。
线程。测试线程调度器的性能。
互斥锁。测试互斥锁的性能。
顺序写。测试顺序写的性能。

完整的 sysbench 需查阅相关文档。

5.4 数据库测试套件中的 db2 TPC-C 测试

略。

5.5 Percona 的 TPCC-MySQL 测试工具

略，MySQL 性能测试推荐。

参考文献

[高性能 MySQL]

2 MySQL 基准测试

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