MySQL性能指標TPS+QPS+IOPS壓測實例分析

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1. 性能指標概覽

QPS（Queries Per Second）就是每秒的查詢數，對數據庫而言就是數據庫每秒執行的 SQL 數（含 insert、select、update、delete 等）。
TPS（Transactions Per Second）就是每秒的事務數。TPS 對于數據庫而言就是數據庫每秒執行的事務數，以 commit 成功次數為準。
IOPS 每秒磁盤進行的I/O操作次數

2. 指標計算方式

2.1 TPS

適用innodb Transactions Per Second（每秒傳輸的事物處理個數），即服務器每秒處理的事務數
一般的，評價系統性能均以每秒鐘完成的技術交易的數量來衡量。系統整體處理能力取決于處理能力最低模塊的TPS值

mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_commit';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| Com_commit    | 22402 |
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Com_rollback';
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| Com_rollback  | 0     |
+---------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)
mysql> SHOW GLOBAL STATUS LIKE 'Uptime'
    -> ;
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| Uptime        | 3319  |
+---------------+-------+
1 row in set (0.01 sec)
TPS=(Com_commit + Com_rollback)/Uptime

2.2 QPS

同時適用與InnoDB和MyISAM 引擎 每秒查詢率QPS是對一個特定的查詢服務器在規定時間內所處理流量多少的衡量標準 對應fetches/sec，即每秒的響應請求數，也即是最大吞吐能力

2.3 IOPS

IOPS (Input/Output Per Second)即每秒的輸入輸出量(或讀寫次數)，是衡量磁盤性能的主要指標之一。IOPS是指單位時間內系統能處理的I/O請求數量，一般以每秒處理的I/O請求數量為單位，I/O請求通常為讀或寫數據操作請求。隨機讀寫頻繁的應用，如OLTP(Online Transaction Processing)，IOPS是關鍵衡量指標。另一個重要指標是數據吞吐量(Throughput)，指單位時間內可以成功傳輸的數據數量。對于大量順序讀寫的應用，如VOD(Video On Demand)，則更關注吞吐量指標。 IOPS可細分為如下幾個指標： Toatal IOPS，混合讀寫和順序隨機I/O負載情況下的磁盤IOPS，
這個與實際I/O情況最為相符，大多數應用關注此指標。
Random Read IOPS，100%隨機讀負載情況下的IOPS。
Random Write IOPS，100%隨機寫負載情況下的IOPS。
Sequential Read IOPS，100%順序負載讀情況下的IOPS。
Sequential Write IOPS，100%順序寫負載情況下的IOPS。
IOPS的測試benchmark工具主要有Iometer, IoZone, FIO等，可以綜合用于測試磁盤在不同情形下的IOPS。對于應用系統，需要首先確定數據的負載特征，然后選擇合理的IOPS指標進行測量和對比分析，據此選擇合適的存儲介質和軟件系統。

理論上可以計算出磁盤的最大IOPS，即IOPS = 1000 ms/ (Tseek + Troatation)，忽略數據傳輸時間。假設磁盤平均物理尋道時間為3ms, 磁盤轉速為7200,10K,15K rpm，則磁盤IOPS理論最大值分別為，
IOPS = 1000 / (3 + 60000/7200/2) = 140
IOPS = 1000 / (3 + 60000/10000/2) = 167
IOPS = 1000 / (3 + 60000/15000/2) = 200

3. mysqlslap

3.1 壓測

mysqlslap 是 MySQL 自帶的一個用于實現負載性能測試和壓力測試的工具。它可以模擬多個客戶端對數據庫進行施壓，并生成報告來了解數據庫的性能狀況。
mysqlslap 的運行過程主要分三步:
① 創建庫、表，導入數據用于測試。此過程由單線程完成。
② 開始進行壓力測試。該步驟可以使用多線程完成。
③ 清理測試數據。此過程由單線程完成。

[root@jeames ~]# mysqlslap --help 

3.2 案例

mysqlslap -uroot -proot -h292.168.1.54 -P3306 \
--create-schema=mysqlslap --auto-generate-sql \
--auto-generate-sql-load-type=mixed \
--concurrency=100,200 --number-of-queries=1000 \
--iterations=10 --number-int-cols=7 \
--number-char-cols=13 --auto-generate-sql-add-autoincrement

Benchmark
#運行所有語句的平均時間，單位秒
Average number of seconds to run all queries: 0.018 seconds
#運行所有語句的最小秒數
Minimum number of seconds to run all queries: 0.018 seconds
#運行所有語句的最大秒數
Maximum number of seconds to run all queries: 0.018 seconds
#客戶端數量
Number of clients running queries: 1
#每個客戶端運行查詢的平均數
Average number of queries per client: 0

該語句表示測試并發為 100 和 200 的情況，進行 1000 次訪問(該值一般這樣預估出來：并發客戶數×每客戶查詢次數)。這樣的測試方法迭代 10 次，最終顯示最大、
最小、平均值
其中：--debug-info，代表要額外輸出 CPU 以及內存的相關信息。如果報錯 Option 'debug-info' used, but is disabled 請取消 debug-info 參數
-number-int-cols=7 表示生成的表中必須有 7 個 int 類型的列
-number-char-cols=13 表示生成的表中必須有 13 個 char 類型的列
-concurrency 代表并發數量，多個可以用逗號隔開，concurrency=10,50,100, 并發連接線程數分別是 10、50、100 個并發。
--engines 代表要測試的引擎，可以有多個，用分隔符隔開。
--iterations 代表要運行這些測試多少次。
--auto-generate-sql 代表用系統自己生成的 SQL 腳本來測試。
--auto-generate-sql-load-type 代表要測試的是讀還是寫還是兩者混合的（read,write,update,mixed）
--number-of-queries 代表總共要運行多少次查詢。每個客戶運行的查詢數量可以用查詢總數/并發數來計算。
--debug-info 代表要額外輸出 CPU 以及內存的相關信息。
--number-int-cols ：創建測試表的 int 型字段數量
--auto-generate-sql-add-autoincrement : 代表對生成的表自動添加 auto_increment 列，從 5.1.18 版本開始
--number-char-cols 創建測試表的 char 型字段數量。
--create-schema 測試的 schema，MySQL 中 schema 也就是 database。
--query 使用自定義腳本執行測試，例如可以調用自定義的一個存儲過程或者 sql 語句來執行測試。
--only-print 查看語句做了什么。

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