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工具 | 如何对 MySQL 进行 TPC-C 测试？

 2 years ago
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作者：丁源 RadonDB 测试负责人

负责 RadonDB 云数据库、容器化数据库的质量性能测试，迭代验证。对包括云数据库以及容器化数据库性能和高可用方案有深入研究。

根据 DWorks 2020 年发布的《中国自研数据库登顶 TPC-C 的意义》[1] 报告显示，大于 67.9% 的受访者表示在数据库选型时会参考 TPC-C 的测试结果。对用户来说，性能是数据库选型时最重要的指标之一。而 TPC-C 作为权威的测试基准，是一个能够直观反映软硬件性能的方式。

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图片来源：2020 DWorks《中国自研数据库登顶 TPC-C 的意义》

|几个概念

TPC（事务处理性能协会：Tracsaction Processing Performance Council），是一个大型非盈利的组织。TPC 主要制定了商务应用标准程序（Benchmark）的标准规范，性能和价格度量，并管理测试结果的发布。任何厂家或测试者都可以根据规范，执行标准性能测试。

TPC-C 是在线事务处理（OLTP）的基准程序。专门针对联机事务处理系统（OLTP）的性能测试规范，其测试结果可为用户在选择相应解决方案平台时提供参考标准。

TPCC-MySQL[2] 是 Percona 基于 TPC-C 衍生出来的标准规范，专门用于 MySQL 基准测试。可运行于 Windows、GNU/Linux、UNIX 以及 Mac OS 系统之上。

TPC-C 有一个比较有代表意义的 OLTP 模拟场景：在线订单处理系统。

假设有一个大型商品批发商，拥有 N 个位于不同区域的仓库，每个仓库负责为 10 个销售点供货，每个销售点有 3000 个客户，每个客户平均一个订单有 10 项产品。由于一个仓库中不可能 存储公司所有的货物，有一些请求必须发往其它仓库，因此，数据库在逻辑上是分布的。N 是一个可变参数，测试者可以随意改变 N，以获得最佳测试效果。

该场景下，TPC-C 规范对应五类事务：

New-Order 客户输入一笔新的订货交易 Payment 更新客户账户余额以反应其支付状况 Delivery 发货（批处理交易） Order-Status 查询客户最近交易的状态 Stock-Level 查询仓库库存状况，以便能够及时补货

测试完成后会输出这五类事务的吞吐量和延迟，而业内关注的 TPC-C 核心性能指标只有两个：

  • New-Order 事务的吞吐量（TPM）

其原因是 TPC 委员会制定 TPC-C 时，重点考量的是 数据库对新订单的处理能力，以揭示该数据库的商业成本。数据库整体报价 / TPM = 每个订单的数据库成本。这个指标对衡量一款数据库的性价比，具有非常实际的指导作用。

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TPC-C 模拟业务场景

接下来将介绍使用 TPC-C 工具模拟业务测试场景。

|环境准备

操作系统：Ubuntu 18.04.5 LTS

容器平台：KubeSphere V3.1.1

数据库：RadonDB MySQL Kubernetes

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KubeSphere 界面

环境准备完毕，RadonDB MySQL Kubernetes[3] 已经在 KubeSphere[4] 管理界面可见。

创建测试 Pod

kubectl run -i --tty --rm --image ubuntu test-shell bash
kubectl exec -ti test-shell -c test-shell /bin/bash
apt-get update

先安装 make、gcc、git 等工具

apt-get install make
apt-get install gcc
apt-get install git

安装测试所需的 MySQL 客户端和开发环境

apt-get install mysql-server
apt-get install libmysqlclient-dev

源码安装 tpcc-mysql

git clone https://github.com/Percona-Lab/tpcc-mysql.git
cd tpcc-mysql/src
make

|数据准备

真实测试场景中，仓库数一般不建议少于 100 个，视服务器硬件配置而定。如果配置了 SSD 或者 PCIE SSD 这种高 IOPS 设备，建议配置仓库数不低于 1000 个。

创建用户并授权。

mysql> CREATE USER radondb@localhost IDENTIFIED BY 'mysql_password';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
 
mysql> grant all privileges on *.* to 'radondb'@'%'identified by 'mysql_password' with grant option;
Query OK, 0 rows affected, 1 warning (0.01 sec)

创建所需库表

使用 mysqladmin 工具创建测试数据库 tpcc1000。

mysqladmin create  tpcc1000  -h server_host   -u mysql_user -p mysql_password

tpcc-mysql 工具自带前面介绍的测试场景数据表 create_table.sql 文件、索引文件 add_fkey_idx.sql 文件。

mysql -D tpcc1000 -h  server_host  -u mysql_user -p mysql_password < create_table.sql
mysql -D tpcc1000 -h  server_host  -u mysql_user -p mysql_password < add_fkey_idx.sql 

使用 tpcc_load 工具，为指定数据库添加数据。

./tpcc_load -h server_host  -d tpcc1000 -u mysql_user -p mysql_password -w 20

|TPC-C 测试

执行如下命令，开启一个测试案例。

./tpcc_start -h server_host  -d tpcc1000 -u mysql_user -p mysql_password  -w 20 -c 128 -r 120 -l 200  - >tpcc-output-log

参数说明：

参数 说明 -w 指定仓库数量。 -c 指定并发连接数。 -r 指定开始测试前进行 warmup 的时间，进行预热后，测试效果更好。 -l 指定测试持续时间。 -i 指定生成报告间隔时长。 -f 指定生成的报告文件名。

|测试结果展示

安装绘图工具 gnuplot[5]，并生成 tcpp.gif 图片。

yum install -y gnuplot
cat log.conf | gnuplot

file

以上就是利用容器 Pod 测试 RadonDB MySQL 数据库全部过程，可以尝试调整测试条件，获得更多测试数据。

TPC-C 的测试结果主要参考流量和性价比两个指标。

Throughput，简称 tpmC。按照 TPC 的定义，流量指标描述了系统在执行 Payment、Order-status、Delivery、Stock-Level 这四种交易时，每分钟处理 New-Order 交易的数量。所有交易的响应时间必须满足 TPC-C 测试规范的要求。

流量值越大越好！

Price/Performance，简称 Price/tpmC。即测试系统价格（指在美国的报价）与流量指标的比值。

性价比越小越好！

|参考引用

[1]：《中国自研数据库登顶TPC-C的意义》：https://zhuanlan.zhihu.com/p/114152924

[2]：TPCC-MySQL：https://github.com/Percona-Lab/tpcc-mysql

[3]：RadonDB MySQL Kubernetes：https://github.com/radondb/radondb-mysql-kubernetes

[4]：KubeSphere：https://kubesphere.com.cn

[5]：gnuplot：http://www.gnuplot.info


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