一个高性能MySQL proxy(kingshard)的性能测试报告

kingshard的性能测试报告

以前的几篇blog，给你们分享的都是kingshard（https://github.com/flike/king... )的架构与设计。其实不少人对kingshard的性能也很是关心。最近热心的网友bigpyer对kingshard作了详细的性能测试。在此分享一下。

1.测试环境

1.1服务器配置

类别	名称
OS	云主机 Ubuntu 14.04 LTS
CPU	Common KVM CPU @ 2.40GHz *4
RAM	8GB
DISK	500GB
kingshard	master分支
Mysql	v5.6.25
Sysbench	v0.5

2.性能需求

1. 测试经过kingshard转发SQL请求与直连DB发送SQL请求这两种情形下的性能差距。
2. 测试配置文件中max_conns_limit参数对kingshard的影响，并找出最优值。

3.测试准备工做

3.1 kingshard性能测试环境搭建

利用上述配置的4台服务器搭建了一个kingshard性能测试环境：

• 服务器A运行着sysbench
• 服务器B运行着kingshard系统
• 服务器C运行着主库
• 服务器D运行着从库

四台服务器处在同一个网段中。具体的拓扑图以下所示：

有关kingshard系统安装与配置，请参考文档安装kingshard。
有关sysbench v0.5的安装与命令选项，请参考sysbench。

4.测试过程

执行下面的命令准备测试数据

time sysbench --test=/data/home/test_user/software/sysbench/sysbench/tests/db/oltp.lua \
              --mysql-host=host \
              --mysql-port=9696 \
              --mysql-user=kingshard \
              --mysql-password=kingshard \
              --mysql-db=kingshard \
              --oltp-tables-count=1 \
              --oltp-table-size=1000000 \
              --num-threads=50 \
              --max-requests=1000000 \
              --report-interval=1 \
              prepare

上述命令会建立表sbtest1，数据量为100w，建表语句以下:

CREATE TABLE `sbtest1` (
  `id` int(10) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `k` int(10) unsigned NOT NULL DEFAULT '0',
  `c` char(120) NOT NULL DEFAULT '',
  `pad` char(60) NOT NULL DEFAULT '',
  KEY `xid` (`id`),
  KEY `k_1` (`k`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=1000001 DEFAULT CHARSET=utf8 MAX_ROWS=1000000;

4.1 kingshard与直连DB性能比较

利用sysbench测试经过kingshard转发SQL请求和直连DB发送SQL请求这两种状况下，kingshard和Mysql系统的两项数据指标：QPS和每条SQL请求平均处理时间。
经过sysbench发送四类SQL请求：select、update、insert和delete，场景分别为只读、读写4比1和只写。

4.1.1 kingshard与直连DB只读比较

经过修改host、port执行下面的命令分别测试kingshard转发SQL或直连DB：

time sysbench --test=/data/home/test_user/software/sysbench/sysbench/tests/db/select.lua \
              --mysql-host=host \
              --mysql-port=9696 \
              --mysql-user=kingshard \
              --mysql-password=kingshard \
              --mysql-db=kingshard \
              --oltp-tables-count=1 \
              --oltp-table-size=1000000 \
              --num-threads=16 \
              --max-requests=1000000 \
              --report-interval=1 \
              --max-time=20 \
              run

利用sysbench测试了并发线程个数不一样的状况下，分别执行最大请求次数为100w的 select操做,经过修改--num-threads能够得到不一样并发线程数。
测试链接 kingshard 和直连 DB 这两种状况下的 QPS（QPS越大，系统性能越好），
测试链接 kingshard 和直连 DB 这两种状况下的 执行sql平均时延（时延越小，系统性能越好），
每组数据重复测试三次后取平均值，具体数据对好比下表所示：

上表对应的QPS折线图以下所示：

上表对应的时延折线图以下所示：

4.1.2 kingshard与直连DB读写4:1比较

经过修改host、port执行下面的命令分别测试kingshard转发SQL或直连DB：

ysbench --test=/data/home/test_user/software/sysbench/sysbench/tests/db/oltp.lua \
              --mysql-host=host \
              --mysql-port=3306 \
              --mysql-user=kingshard \
              --mysql-password=ks \
              --mysql-db=kingshard \
              --oltp-tables-count=1 \
              --oltp-table-size=1000000 \
              --num-threads=16 \
              --max-requests=1000000 \
              --report-interval=1 \
              --max-time=20 \
              run

利用sysbench测试了并发线程个数不一样的状况下，分别执行最大请求次数为100w的 select、update、insert、delete等混合操做,经过修改--num-threads能够得到不一样并发线程数。
测试链接 kingshard 和直连 DB 这两种状况下的 QPS（QPS越大，系统性能越好），
测试链接 kingshard 和直连 DB 这两种状况下的 执行sql平均时延（时延越小，系统性能越好），
每组数据重复测试三次后取平均值，具体数据对好比下表所示：

上表对应的QPS折线图以下所示：

上表对应的时延折线图以下所示：

4.1.3 kingshard与直连DB只写比较

经过修改host、port执行下面的命令分别测试kingshard转发SQL或直连DB：

time sysbench --test=/data/home/test_user/software/sysbench/sysbench/tests/db/insert.lua \
              --mysql-host=host \
              --mysql-port=3306 \
              --mysql-user=kingshard \
              --mysql-password=ks \
              --mysql-db=kingshard \
              --oltp-tables-count=1 \
              --oltp-table-size=1000000 \
              --num-threads=16 \
              --max-requests=1000000 \
              --report-interval=1 \
              --max-time=20 \
              run

利用sysbench测试了并发线程个数不一样的状况下，分别执行最大请求次数为100w的insert操做,经过修改--num-threads能够得到不一样并发线程数。
测试链接 kingshard 和直连 DB 这两种状况下的 QPS（QPS越大，系统性能越好），
测试链接 kingshard 和直连 DB 这两种状况下的 执行sql平均时延（时延越小，系统性能越好），
每组数据重复测试三次后取平均值，具体数据对好比下表所示：

上表对应的QPS折线图以下所示：

上表对应的时延折线图以下所示：

**从QPS折线图能够看出，当sysbench的并发测试线程较少时，链接kingshard和直连DB的QPS差距较大。
这主要是由于当sysbench并发线程少时，kingshard的性能没有获得充分的发挥，
sysbench只有不多的线程向kingshard发送请求，此时网络延迟对QPS的影响是最主要的。**

**当sysbench的并发测试线程较大时，此时kingshard的性能就获得了充分的发挥，
QPS的对比是链接kingshard与直连DB性能对比的真实的反应，网络延迟对QPS的影响做用就显得很小了。**

**从以上几个表个的比例数据来看，经过kingshard转发select请求时的QPS是直连DB时80%左右，
而update和insert请求对应的QPS则更高一些，至关于直连DB时的85%左右,甚至在并发更高的状况下直连mysql的性能低于经过kingshards转发的性能。
由此看来利用kingshard转发SQL请求带来的性能降低虽有降低，但彻底能够接受，甚至高并发场景下kingshard的性能优于直连DB的性能。这也是得益于kingshard在高并发的时候，充分利用了链接池的做用，下降了高并发带来的竞争消耗。**

sysbench并发线程高于512的数据并无给出，由于直连DB已经不能正常完成测试，可是kingshard能够完成。

4.2 max_conns_limit参数对kingshard性能影响

max_conns_limit 是 kingshard 初始化时建立的与后端mysql长链接个数，这个值设置的不一样对 kingshard 性能也有比较明显的影响。
咱们猜想max_conns_limit除了与kingshard所在主机CPU核心数有关外还与后端mysql能接纳的链接数有关。
咱们分别测试将 max_conns_limit 设置为1六、3二、6四、12八、25六、512时，kingshard转发select，update和insert三类操做请求时的 QPS，
SQL的混合状况为读写4比1，且sysbench的不一样sql分别处于不一样的事务中，具体对比结果以下所述：

上数测试对应的QPS折线图以下所示：

从kingshard处理三类SQL操做的QPS对比来看，将max_conns_limit参数设置为128左右较为合理, 高于128后经过提升max_conns_limit值并无显著效果。

max_conns_limit参数值与kingshard所在主机核心数并无必然的联系，与后端mysql主机可承受链接数关系密切。

5.测试结论

本文主要测试了经过kingshard转发SQL请求与直连DB发送SQL请求这两种情形下的性能差距，和max_conns_limit值对kingshard的性能影响。
ks的读写性能平都可以达到原生mysql性能的80%，必定条件下能够达到90%，随着并发数的增长甚至能超越mysql自己。
ks能够对mysql造成保护，增长了ks后，db层对外表现出能够接收更高的并发数，且执行时间长短不一样的sql使用各自的资源，造成了资源隔离，mysql不会出现性能毛刺。
综合以上测试结果来看，kingshard性能表现较为优秀，并无明显的性能降低。同时在测试中发现kingshard系统属于CPU密集型任务，相对于磁盘IO和内存占用率而言，kingshard对CPU消耗显得最为明显，因此建议在部署kingshard的时候须要优先考虑服务器的CPU性能。

6. 公众号

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