MySQL 之压力测试工具的使用方法

一、MySQL自带的压力测试工具——Mysqlslap

mysqlslap是mysql自带的基准测试工具,该工具查询数据,语法简单,灵活容易使用.该工具可以模拟多个客户端同时并发的向服务器发出查询更新,给出了性能测试数据而且提供了多种引擎的性能比较。mysqlslap为mysql性能优化前后提供了直观的验证依据,系统运维和DBA人员应该掌握一些常见的压力测试工具,才能准确的掌握线上数据库支撑的用户流量上限及其抗压性等问题。

1、更改其默认的最大连接数

在对MySQL进行压力测试之前，需要更改其默认的最大连接数，如下：

[root@mysql ~]# vim /etc/my.cnf 
................
[mysqld]
max_connections=1024
[root@mysql ~]# systemctl restart mysqld

#查看最大连接数
mysql> show variables like 'max_connections';    
+-----------------+-------+
| Variable_name  | Value |
+-----------------+-------+
| max_connections | 1024 |
+-----------------+-------+
1 row in set (0.00 sec)

进行压力测试：

[root@mysql ~]# mysqlslap --defaults-file=/etc/my.cnf --concurrency=100,200 --iterations=1 --number-int-cols=20 --number-char-cols=30 --auto-generate-sql --auto-generate-sql-add-autoincrement --auto-generate-sql-load-type=mixed --engine=myisam,innodb --number-of-queries=2000 -uroot -p123 --verbose

上述命令测试说明：模拟测试两次读写并发，第一次100，第二次200，自动生成SQL脚本，测试表包含20个init字段，30
个char字段，每次执行2000查询请求。测试引擎分别是myisam，innodb。（上述选项中有很多都是默认值，可以省略，如果想要了解各个选项的解释，可以使用mysqlslap --help进行查询）

上述命令返回结果如下：

测试结果说明： Myisam第一次100客户端同时发起增查用0.557/s,第二次200客户端同时发起增查用0.522/s Innodb第一次100客户端同时发起增查用0.256/s,第二次200客户端同时发起增查用0.303/s 。

可以根据实际需求，一点点的加大并发数量进行压力测试。

二、使用第三方sysbench工具进行压力测试

1、安装sysbench工具

[root@mysql ~]# yum -y install epel-release   #安装第三方epel源
[root@mysql ~]# yum -y install sysbench      #安装sysbench工具
[root@mysql ~]# sysbench --version      #确定工具已安装
sysbench 1.0.17

sysbench 可以进行以下测试：

• CPU 运算性能测试
• 磁盘 IO 性能测试
• 调度程序性能测试
• 内存分配及传输速度测试
• POSIX 线程性能测试
• 数据库性能测试（OLTP 基准测试，需要通过 /usr/share/sysbench/ 目录中的 Lua 脚本执行，例如 oltp_read_only.lua 脚本执行只读测试）
• sysbench 还可以通过运行命令时指定自己的 Lua 脚本来自定义测试。

2、查看sysbench工具的帮助选项

[root@mysql ~]# sysbench --help
Usage:
 sysbench [options]... [testname] [command]

Commands implemented by most tests: prepare run cleanup help # 可用的命令，四个

General options:      # 通用选项
 --threads=N           要使用的线程数，默认 1 个 [1]
 --events=N           最大允许的事件个数 [0]
 --time=N            最大的总执行时间，以秒为单位 [10]
 --forced-shutdown=STRING    在 --time 时间限制到达后，强制关闭之前等待的秒数，默认“off”禁用（number of seconds to wait after the --time limit before forcing shutdown, or 'off' to disable） [off]
 --thread-stack-size=SIZE    每个线程的堆栈大小 [64K]
 --rate=N            平均传输速率。0 则无限制 [0]
 --report-interval=N       以秒为单位定期报告具有指定间隔的中间统计信息 0 禁用中间报告 [0]
 --report-checkpoints=[LIST,...] 转储完整的统计信息并在指定的时间点重置所有计数器。参数是一个逗号分隔的值列表，表示从测试开始经过这个时间量时必须执行报告检查点（以秒为单位）。报告检查点默认关闭。 []
 --debug[=on|off]        打印更多 debug 信息 [off]
 --validate[=on|off]       尽可能执行验证检查 [off]
 --help[=on|off]         显示帮助信息并退出 [off]
 --version[=on|off]       显示版本信息并退出 [off]
 --config-file=FILENAME     包含命令行选项的文件
 --tx-rate=N           废弃，改用 --rate [0]
 --max-requests=N        废弃，改用 --events [0]
 --max-time=N          废弃，改用 --time [0]
 --num-threads=N         废弃，改用 --threads [1]

Pseudo-Random Numbers Generator options:  # 伪随机数发生器选项
 --rand-type=STRING random numbers distribution {uniform,gaussian,special,pareto} [special]
 --rand-spec-iter=N number of iterations used for numbers generation [12]
 --rand-spec-pct=N percentage of values to be treated as 'special' (for special distribution) [1]
 --rand-spec-res=N percentage of 'special' values to use (for special distribution) [75]
 --rand-seed=N   seed for random number generator. When 0, the current time is used as a RNG seed. [0]
 --rand-pareto-h=N parameter h for pareto distribution [0.2]

Log options:  # 日志选项
 --verbosity=N verbosity level {5 - debug, 0 - only critical messages} [3]

 --percentile=N    percentile to calculate in latency statistics (1-100). Use the special value of 0 to disable percentile calculations [95]
 --histogram[=on|off] print latency histogram in report [off]

General database options:  # 通用的数据库选项

 --db-driver=STRING 指定要使用的数据库驱动程序 ('help' to get list of available drivers)
 --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:  # 內建的数据库驱动程序，默认支持 MySQL 和 PostgreSQL
 mysql - MySQL driver
 pgsql - PostgreSQL driver

mysql options:       # MySQL 数据库专用选项
 --mysql-host=[LIST,...]     MySQL server host [localhost]
 --mysql-port=[LIST,...]     MySQL server port [3306]
 --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" [1213,1020,1205]
 --mysql-dry-run[=on|off]     Dry run, pretend that all MySQL client API calls are successful without executing them [off]

pgsql options:       # PostgreSQL 数据库专用选项
 --pgsql-host=STRING   PostgreSQL server host [localhost]
 --pgsql-port=N     PostgreSQL server port [5432]
 --pgsql-user=STRING   PostgreSQL user [sbtest]
 --pgsql-password=STRING PostgreSQL password []
 --pgsql-db=STRING    PostgreSQL database name [sbtest]

Compiled-in tests:     # 內建测试类型
 fileio - File I/O test
 cpu - CPU performance test
 memory - Memory functions speed test
 threads - Threads subsystem performance test
 mutex - Mutex performance test

See 'sysbench <testname> help' for a list of options for each test.

3、sysbench测试MySQL数据库性能

1）准备测试数据

#查看sysbench自带的lua脚本使用方法
[root@mysql ~]# sysbench /usr/share/sysbench/oltp_common.lua help
#必须创建sbtest库，sbtest事sysbench默认使用的库名
[root@mysql ~]# mysqladmin -uroot -p123 create sbtest;
#然后，准备测试所用的表，这些测试表放在测试库sbtest中。这里使用的lua脚本为/usr/share/sysbench/oltp_common.lua
[root@mysql ~]# sysbench --mysql-host=127.0.0.1 \
> --mysql-port=3306 \
> --mysql-user=root \
> --mysql-password=123 \
> /usr/share/sysbench/oltp_common.lua \
> --tables=10 \
> --table_size=100000 \
> prepare
#其中--tables=10表示创建10个测试表，
#--table_size=100000表示每个表中插入10W行数据，
#prepare表示这是准备数的过程。

2）确认测试数据以存在

[root@mysql ~]# mysql -uroot -p123 sbtest;    #登录到sbtest库
mysql> show tables;      #查看相应的表
+------------------+
| Tables_in_sbtest |
+------------------+
| sbtest1     |
| sbtest10     |
| sbtest2     |
| sbtest3     |
| sbtest4     |
| sbtest5     |
| sbtest6     |
| sbtest7     |
| sbtest8     |
| sbtest9     |
+------------------+
10 rows in set (0.00 sec)

mysql> select count(*) from sbtest1;    #随机选择一个表，确认其有100000条数据
+----------+
| count(*) |
+----------+
|  100000 |
+----------+
1 row in set (0.01 sec)

3）数据库测试和结果分析

稍微修改下之前准备数据的语句，就可以拿来测试了。

需要注意的是，之前使用的lua脚本为oltp_common.lua，它是一个通用脚本，是被其它lua脚本调用的，它不能直接拿来测试。

所以，我这里用oltp_read_write.lua脚本来做读、写测试。还有很多其它类型的测试，比如只读测试、只写测试、删除测试、大批量插入测试等等。可找到对应的lua脚本进行调用即可。

#执行测试命令如下：
[root@mysql ~]# sysbench --threads=4 \
> --time=20 \
> --report-interval=5 \
> --mysql-host=127.0.0.1 \
> --mysql-port=3306 \
> --mysql-user=root \
> --mysql-password=123 \
> /usr/share/sysbench/oltp_read_write.lua \
> --tables=10 \
> --table_size=100000 \
> run

上述命令返回的结果如下：

[root@mysql ~]# sysbench --threads=4 --time=20 --report-interval=5 --mysql-host=127.0.0.1 --mysql-port=3306 --mysql-user=root --mysql-password=123 /usr/share/sysbench/oltp_read_write.lua --tables=10 --table_size=100000 run

sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)

Running the test with following options:
Number of threads: 4
Report intermediate results every 5 second(s)
Initializing random number generator from current time

Initializing worker threads...

Threads started!
#以下是每5秒返回一次的结果，统计的指标包括：
# 线程数、tps(每秒事务数)、qps(每秒查询数)、
# 每秒的读/写/其它次数、延迟、每秒错误数、每秒重连次数
[ 5s ] thds: 4 tps: 1040.21 qps: 20815.65 (r/w/o: 14573.17/4161.25/2081.22) lat (ms,95%): 7.17 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 10s ] thds: 4 tps: 1083.34 qps: 21667.15 (r/w/o: 15165.93/4334.55/2166.68) lat (ms,95%): 6.55 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 15s ] thds: 4 tps: 1121.57 qps: 22429.09 (r/w/o: 15700.64/4485.30/2243.15) lat (ms,95%): 6.55 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
[ 20s ] thds: 4 tps: 1141.69 qps: 22831.98 (r/w/o: 15982.65/4566.16/2283.18) lat (ms,95%): 6.09 err/s: 0.00 reconn/s: 0.00
SQL statistics:
  queries performed:
    read:              307146     # 执行的读操作数量
    write:              87756      # 执行的写操作数量
    other:              43878     # 执行的其它操作数量
    total:              438780
  transactions:            21939 (1096.57 per sec.)    # 执行事务的平均速率
  queries:               438780 (21931.37 per sec.)    # 平均每秒能执行多少次查询
  ignored errors:           0   (0.00 per sec.)
  reconnects:             0   (0.00 per sec.)

General statistics:
  total time:             20.0055s      # 总消耗时间
  total number of events:       21939     # 总请求数量(读、写、其它)

Latency (ms):
     min:                  1.39
     avg:                  3.64
     max:                 192.05
     95th percentile:            6.67     # 采样计算的平均延迟
     sum:                79964.26

Threads fairness:
  events (avg/stddev):      5484.7500/15.12
  execution time (avg/stddev):  19.9911/0.00

4、cpu/io/内存等测试

sysbench内置的几个测试指标如下：

[root@mysql ~]# sysbench --help
   .......... # 省略部分内容
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

可以直接help输出测试方法，例如，fileio测试：

[root@mysql ~]# sysbench fileio help
sysbench 1.0.17 (using system LuaJIT 2.0.4)

fileio options:
 --file-num=N         number of files to create [128]
 --file-block-size=N      block size to use in all IO operations [16384]
 --file-total-size=SIZE    total size of files to create [2G]
 --file-test-mode=STRING    test mode {seqwr, seqrewr, seqrd, rndrd, rndwr, rndrw}
 --file-io-mode=STRING     file operations mode {sync,async,mmap} [sync]
 --file-async-backlog=N    number of asynchronous operatons to queue per thread [128]
 --file-extra-flags=[LIST,...] list of additional flags to use to open files {sync,dsync,direct} []
 --file-fsync-freq=N      do fsync() after this number of requests (0 - don't use fsync()) [100]
 --file-fsync-all[=on|off]   do fsync() after each write operation [off]
 --file-fsync-end[=on|off]   do fsync() at the end of test [on]
 --file-fsync-mode=STRING   which method to use for synchronization {fsync, fdatasync} [fsync]
 --file-merged-requests=N   merge at most this number of IO requests if possible (0 - don't merge) [0]
 --file-rw-ratio=N       reads/writes ratio for combined test [1.5]

1）测试io性能

例如，创建5个文件，总共2G，每个文件大概400M。

[root@mysql ~]# sysbench fileio --file-num=5 --file-total-size=2G prepare
[root@mysql ~]# ll -lh test*
-rw------- 1 root root 410M May 26 16:05 test_file.0
-rw------- 1 root root 410M May 26 16:05 test_file.1
-rw------- 1 root root 410M May 26 16:05 test_file.2
-rw------- 1 root root 410M May 26 16:05 test_file.3
-rw------- 1 root root 410M May 26 16:05 test_file.4

然后运行测试：

[root@mysql ~]# sysbench --events=5000 \
> --threads=16 \
> fileio \
> --file-num=5 \
> --file-total-size=2G \
> --file-test-mode=rndrw \
> --file-fsync-freq=0 \
> --file-block-size=16384 \
> run

返回的结果如下：

Running the test with following options:
Number of threads: 16
Initializing random number generator from current time

Extra file open flags: (none)
5 files, 409.6MiB each
2GiB total file size
Block size 16KiB
Number of IO requests: 5000
Read/Write ratio for combined random IO test: 1.50
Calling fsync() at the end of test, Enabled.
Using synchronous I/O mode
Doing random r/w test
Initializing worker threads...

Threads started!

File operations:
  reads/s:           9899.03
  writes/s:           6621.38
  fsyncs/s:           264.33

Throughput:        # 吞吐量
  read, MiB/s:         154.66   #表示读带宽
  written, MiB/s:        103.46   #表示写的带宽

General statistics:
  total time:             0.3014s
  total number of events:       5000

Latency (ms):
     min:                  0.00
     avg:                  0.81
     max:                  53.56
     95th percentile:            4.10
     sum:                 4030.48

Threads fairness:
  events (avg/stddev):      312.5000/27.64
  execution time (avg/stddev):  0.2519/0.02

2）测试cpu性能

[root@mysql ~]# sysbench cpu --threads=40 --events=10000 --cpu-max-prime=20000 run

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