通过sysbench工具实现MySQL数据库的性能测试

1.背景

sysbench是一款压力测试工具，可以测试系统的硬件性能，也可以用来对数据库进行基准测试。sysbench 支持的测试有CPU运算性能测试、内存分配及传输速度测试、磁盘IO性能测试、POSIX线程性能测试、互斥性测试测试、数据库性能测试(OLTP基准测试)。目前支持的数据库主要是MySQL数据库和PG数据库。

在新服务器上线时，建议对服务器的性能做一次测试，最好与既往的同类型的服务器的性能测试报表做一个横线比较，发现潜在问题。及新机器上线前，对服务器做一次体检。

对数据库而言，我们可以通过sysbench工具实现对数据库的基准测试。在现在的系统架构中，前端都比较容易弹性水平拓展，数据库相对较难，因此，基准测试对数据库具有很重要的作用。而对数据库的基准测试的作用，就是分析在当前的配置下（包括硬件配置、OS、数据库设置等），数据库的性能表现，从而找出MySQL的性能阈值，并根据实际系统的要求调整配置。

2.sysbench的安装

1）安装命令

yum -y install sysbench

2）查看安装的版本

sysbench --version

3）查看已安装软件的信息（主要是通 rpm 命令）。

查询sysbench的安装信息，主要是测试mysql时，需要使用sysbench自带的lua脚本进行测试。如果使用快速安装的方式，默认的脚本路径为：/usr/share/sysbench。

如果不在这个命令，我们我们执行以下命令查看，查找已安装在本机Linux系统上面的所有的sysbench软件的程序：

rpm -qa sysbench

列出该软件所有的文件与目录所在完整文件名（list）：

rpm -ql sysbench

3.sysbench 语法

sysbench --help
Usage:
  sysbench [options]... [testname] [command]
 
Commands implemented by most tests: prepare run cleanup help
 
General options:
  --threads=N                     number of threads to use []
  --events=N                      limit for total number of events []
  --time=N                        limit for total execution time in seconds []
  --forced-shutdown=STRING        number of seconds to wait after the --time limit before forcing shutdown, or 'off' to disable [off]
  --thread-stack-size=SIZE        size of stack per thread [64K]
  --rate=N                        average transactions rate.  for unlimited rate []
  --report-interval=N             periodically report intermediate statistics with a specified interval in seconds.  disables intermediate reports []
  --report-checkpoints=[LIST,...] dump full statistics and reset all counters at specified points in time. The argument is a list of comma-separated values representing the amount of time in seconds elapsed from start of test when report checkpoint(s) must be performed. Report checkpoints are off by default. []
  --debug[=on|off]                print more debugging info [off]
  --validate[=on|off]             perform validation checks where possible [off]
  --help[=on|off]                 print help and exit [off]
  --version[=on|off]              print version and exit [off]
  --config-file=FILENAME          File containing command line options
  --tx-rate=N                     deprecated alias for --rate []
  --max-requests=N                deprecated alias for --events []
  --max-time=N                    deprecated alias for --time []
  --num-threads=N                 deprecated alias for --threads []
 
Pseudo-Random Numbers Generator options:
  --rand-type=STRING random numbers distribution {uniform,gaussian,special,pareto} [special]
  --rand-spec-iter=N number of iterations used for numbers generation []
  --rand-spec-pct=N  percentage of values to be treated as 'special' (for special distribution) []
  --rand-spec-res=N  percentage of 'special' values to use (for special distribution) []
  --rand-seed=N      seed for random number generator. When , the current time is used as a RNG seed. []
  --rand-pareto-h=N  parameter h for pareto distribution [0.2]
 
Log options:
  --verbosity=N verbosity level { - debug,  - only critical messages} []
 
  --percentile=N       percentile to calculate in latency statistics (-). Use the special value of  to disable percentile calculations []
  --histogram[=on|off] print latency histogram in report [off]
 
General database options:
 
  --db-driver=STRING  specifies database driver to use ('help' to get list of available drivers) [mysql]
  --db-ps-mode=STRING prepared statements usage mode {auto, disable} [auto]
  --db-debug[=on|off] print database-specific debug information [off]
 
Compiled-in database drivers:
  mysql - MySQL driver
  pgsql - PostgreSQL driver
 
mysql options:
  --mysql-host=[LIST,...]          MySQL server host [localhost]
  --mysql-port=[LIST,...]          MySQL server port []
  --mysql-socket=[LIST,...]        MySQL socket
  --mysql-user=STRING              MySQL user [sbtest]
  --mysql-password=STRING          MySQL password []
  --mysql-db=STRING                MySQL database name [sbtest]
  --mysql-ssl[=on|off]             use SSL connections, if available in the client library [off]
  --mysql-ssl-cipher=STRING        use specific cipher for SSL connections []
  --mysql-compression[=on|off]     use compression, if available in the client library [off]
  --mysql-debug[=on|off]           trace all client library calls [off]
  --mysql-ignore-errors=[LIST,...] list of errors to ignore, or "all" [,,]
  --mysql-dry-run[=on|off]         Dry run, pretend that all MySQL client API calls are successful without executing them [off]
 
pgsql options:
  --pgsql-host=STRING     PostgreSQL server host [localhost]
  --pgsql-port=N          PostgreSQL server port []
  --pgsql-user=STRING     PostgreSQL user [sbtest]
  --pgsql-password=STRING PostgreSQL password []
  --pgsql-db=STRING       PostgreSQL database name [sbtest]
 
Compiled-in tests:
  fileio - File I/O test
  cpu - CPU performance test
  memory - Memory functions speed test
  threads - Threads subsystem performance test
  mutex - Mutex performance test

基本语法如下：

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

command 是sysbench要执行的命令，包括prepare、run和cleanup。prepare是为测试提前准备数据，run是执行正式的测试，cleanup是在测试完成后对数据库进行清理

testname 指定了要进行的测试，在老版本的sysbench中，可以通过--test参数指定测试的脚本；而在新版本中，--test参数已经声明为废弃，可以不使用--test，而是直接指定脚本。测试时使用的脚本为lua脚本，可以使用sysbench自带脚本，也可以自己开发。

options 关于MySQL的主要包括MySQL 连接信息参数和 MySQL 执行相关的参数。

4 测试

Step 1 准备压测数据

sysbench /usr/share/sysbench/oltp_insert.lua  --mysql-host=XXX.XXX.XXX.XXX  --mysql-port=3306 --mysql-user=testsbuser  --mysql-password='textpwd' --mysql-db=tssysbench --db-driver=mysql  --tables=15  --table-size=500000  --report-interval=10 --threads=128   --time=120 prepare

step 2 压测

sysbench /usr/share/sysbench/oltp_insert.lua  --mysql-host=XXX.XXX.XXX.XXX  --mysql-port= --mysql-user=testsbuser  --mysql-password='textpwd' --mysql-db=tssysbench --db-driver=mysql  --tables=  --table-size=  --report-interval= --threads=   --time= run

也可以将测试结果导出到文件中，便于后续分析。

 sysbench /usr/share/sysbench/oltp_insert.lua  --mysql-host=XXX.XXX.XXX.XXX  --mysql-port= --mysql-user=testsbuser  --mysql-password='testpwd' --mysql-db=tssysbench --db-driver=mysql  --tables=  --table-size=  --report-interval= --threads=   --time= run >> ./mysysbench.log

step 3 清理压测数据

sysbench /usr/share/sysbench/oltp_insert.lua  --mysql-host=XXX.XXX.XXX.XXX  --mysql-port= --mysql-user=testsbuser  --mysql-password='testpwd' --mysql-db=tssysbench --db-driver=mysql  --tables=  --table-size=  --report-interval= --threads=   --time= cleanup

补充

OLTP基准测试模拟了一个简单的事务处理系统的工作负载。若要对数据库性能进行测试就要使用OLTP相关的脚本。

在/usr/share/sysbench/目录下有相关的lua脚本：

压测结果中包含了很多的信息，其中重点需要我们关注的信息是：
A：总的事务数（total number of events）；
B：每秒事务数；
C：时间统计信息（最小，平均，最大响应时间，以及95%百分比响应时间）；
D：线程公平性统计信息，表示负载的公平性（thread-fairness)。

5.注意事项

(1) 测试数据库需要提前创建，及时测试账号拥有创建数据库的权限。

--mysql-db 参数指定了测试的数据，默认是sbtest。

不提前创建，报错信息如下;

FATAL: `sysbench.cmdline.call_command' function failed: /usr/share/sysbench/oltp_common.lua:83: connection creation failed
(last message repeated  times)
FATAL: error : Unknown database 'sysbench_db'
FATAL: `sysbench.cmdline.call_command' function failed: /usr/share/sysbench/oltp_common.lua:83: connection creation failed
FATAL: unable to connect to MySQL server on host 'XXX.XXX.XXX.XXX', port , aborting...
(last message repeated  times)
FATAL: error : Unknown database 'sysbench_db'
(last message repeated  times)

或是（不指定数据库）

FATAL: `sysbench.cmdline.call_command' function failed: /usr/share/sysbench/oltp_common.lua:83: connection creation failed
FATAL: error : Unknown database 'sbtest'
FATAL: unable to connect to MySQL server on host 'XXX.XXX.XXX.XXX', port , aborting...

（2）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.

（3）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。

（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。

（5）如果生成的报告，图形化分析，可以通过gnuplot工具进行分析。