HTAP資料庫PostgreSQL場景與效能測試之43-(OLTP+OLAP)unloggedtable含索引多表批量寫入

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PostgreSQL , HTAP , OLTP , OLAP , 場景與效能測試

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背景

PostgreSQL是一個歷史悠久的資料庫，歷史可以追溯到1973年，最早由2014計算機圖靈獎得主，關聯式資料庫的鼻祖Michael_Stonebraker 操刀設計，PostgreSQL具備與Oracle類似的功能、效能、架構以及穩定性。

PostgreSQL社群的貢獻者眾多，來自全球各個行業，歷經數年，PostgreSQL 每年釋出一個大版本，以持久的生命力和穩定性著稱。

2017年10月，PostgreSQL 推出10 版本，攜帶諸多驚天特性，目標是勝任OLAP和OLTP的HTAP混合場景的需求：

《最受開發者歡迎的HTAP資料庫PostgreSQL 10特性》

1、多核並行增強

2、fdw 聚合下推

3、邏輯訂閱

4、分割槽

5、金融級多副本

6、json、jsonb全文檢索

7、還有外掛化形式存在的特性，如 向量計算、JIT、SQL圖計算、SQL流計算、分散式平行計算、時序處理、基因測序、化學分析、影像分析 等。

在各種應用場景中都可以看到PostgreSQL的應用：

PostgreSQL近年來的發展非常迅猛，從知名資料庫評測網站dbranking的資料庫評分趨勢，可以看到PostgreSQL向上發展的趨勢：

從每年PostgreSQL中國召開的社群會議，也能看到同樣的趨勢，參與的公司越來越多，分享的公司越來越多，分享的主題越來越豐富，橫跨了 傳統企業、網際網路、醫療、金融、國企、物流、電商、社交、車聯網、共享XX、雲、遊戲、公共交通、航空、鐵路、軍工、培訓、諮詢服務等 行業。

接下來的一系列文章，將給大家介紹PostgreSQL的各種應用場景以及對應的效能指標。

環境

環境部署方法參考：

《PostgreSQL 10 + PostGIS + Sharding(pg_pathman) + MySQL(fdw外部表) on ECS 部署指南(適合新使用者)》

阿里雲 ECS：56核，224G，1.5TB*2 SSD雲盤。

作業系統：CentOS 7.4 x64

資料庫版本：PostgreSQL 10

PS：ECS的CPU和IO效能相比物理機會打一定的折扣，可以按下降1倍效能來估算。跑物理主機可以按這裡測試的效能乘以2來估算。

場景 – unlogged table 含索引多表批量寫入 (OLTP+OLAP)

1、背景

含索引，多表（1024個表），每次寫入多條記錄。這是非常典型的測試TP或AP場景，資料實時灌入場景的能力。

unlogged table是不記錄日誌的表，與臨時表的區別是全域性可見，常用於不需要持久化的資料。

2、設計

多unlogged table表（1024個表），含索引，單事務多條寫入（一次寫入1000條）。高併發。

3、準備測試表

create unlogged table t_sensor(        
  id int8,        
  c1 int8 default 0,        
  c2 int8 default 0,        
  c3 int8 default 0,        
  c4 float8 default 0,        
  c5 text default `aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa`,        
  ts timestamp default clock_timestamp()        
) with (autovacuum_enabled=off, toast.autovacuum_enabled=off);        
        
create index idx_t_sensor_ts on t_sensor using btree (ts) tablespace tbs1;        

do language plpgsql $$        
declare        
begin        
  for i in 1..1024 loop        
    execute format(`create unlogged table t_sensor%s (like t_sensor including all) inherits (t_sensor) with (autovacuum_enabled=off, toast.autovacuum_enabled=off) `||case when mod(i,2)=0 then `tablespace tbs1` else `` end, i);        
  end loop;        
end;        
$$;        

4、準備測試函式(可選)

create or replace function ins_sensor(int, int) returns void as $$        
declare        
begin        
  execute format(`insert into t_sensor%s (id) select generate_series(1,%s)`, $1, $2);        
  -- 為了拼接表名，使用了動態SQL，硬解析耗時。        
  -- 導致測試結果有出入，至少不會比單表無索引寫入效能差。        
  -- 批量寫入的話，硬解析的問題可以被掩蓋。        
end;        
$$ language plpgsql strict;        

5、準備測試資料

6、準備測試指令碼

vi test.sql        
        
set sid random(1,1024)        
select ins_sensor(:sid, 1000);        

壓測

CONNECTS=56        
TIMES=300        
export PGHOST=$PGDATA        
export PGPORT=1999        
export PGUSER=postgres        
export PGPASSWORD=postgres        
export PGDATABASE=postgres        
        
pgbench -M prepared -n -r -f ./test.sql -P 5 -c $CONNECTS -j $CONNECTS -T $TIMES        

7、測試

transaction type: ./test.sql
scaling factor: 1
query mode: prepared
number of clients: 56
number of threads: 56
duration: 300 s
number of transactions actually processed: 2200910
latency average = 7.632 ms
latency stddev = 22.637 ms
tps = 7334.246977 (including connections establishing)
tps = 7335.018041 (excluding connections establishing)
script statistics:
 - statement latencies in milliseconds:
         0.002  set sid random(1,1024)  
         7.633  select ins_sensor(:sid, 1000);

TPS： 7335 ( = 733.5萬 行/s )

多unlogged table表（1024個表），含索引，單事務多條寫入（一次寫入1000條）。高併發。

主要瓶頸： 磁碟IO吞吐.

平均響應時間： 7.632 毫秒

多unlogged table表（1024個表），含索引，單事務多條寫入（一次寫入1000條）。高併發。

主要瓶頸： 磁碟IO吞吐.

參考

《PostgreSQL、Greenplum 應用案例寶典《如來神掌》 – 目錄》

《資料庫選型之 – 大象十八摸 – 致 架構師、開發者》

《PostgreSQL 使用 pgbench 測試 sysbench 相關case》

《資料庫界的華山論劍 tpc.org》

https://www.postgresql.org/docs/10/static/pgbench.html