使用Swoole测试MySQL在特定SQL下的并发性能

场景描述

• 从全文检索或者缓存中获取ID，根据ID查询数据库获取基础信息，进行页面展示

• SQL：select * from table where id in(id1,id2,id3...id40)

• 此种场景的常规方案是将id对应的基础信息在redis中缓存一份，mysql只是做为后端存储。我们做如下测试就是尝试mysql是否可应对这种查询场景。然而根本原因是DBA告诉我，现在MySQL性能已经极其厉害。

数据量说明

• 1.8亿条数据
• 使用Oneproxy分为200个数据表(200个表在同一台机器）
• 因为id是随机的，查询时oneproxy会将查询分散到所有后端MySql

性能指标

• 并发数
• 每次查询的响应时间

MySql服务器

• 腾讯云提供的MySQL服务

mysql的具体配置不在这里列举，即下面的性能报告只是特定场景下的性能分析，不代表mysql的“真实”性能。本文核心是提供一种测试方法，而不是单纯的提供一份数据报告 。

测试程序简介

• 基础：php、swoole协程
• 使用协程控制程序的并发数，每个协程中执行一次查询。当一次查询完成，管道通知开始新的查询。

程序代码

mysql_test.php

<?php
ini_set('memory_limit', '1280M'); //协程会耗费较多的内存

define('MAX_MYSQLPOOL_NUM', $argv['1']); //mysql最大连接数，即并发数
define('TESTCOUNT', $argv['2']);  //一共的测试次数

$mysqlconf = [
    'host' => '127.0.0.1',
    'port' => 3307,
    'user' => 'root',
    'password' => '123456',
    'database' => '',
    'timeout' => 10
];

Swoole\Coroutine::create(function () use ($mysqlconf) {
    $stime = microtime(true); //程序开始时间

    $pool = new MysqlPool($mysqlconf); 
    $chan = new chan(MAX_MYSQLPOOL_NUM); //并发数，协程间使用channel通信

    for($i = 1; $i< TESTCOUNT + MAX_MYSQLPOOL_NUM; $i++) {
        $chan->push('x');
        Swoole\Coroutine::create(function() use($pool, $chan, $i) {
            //测试的业务逻辑开始
            $conn = $pool->get();
            if($conn) {
                $sql = "select /* parallel */ * from table where id in (".implode(',', getRandpid()).')';
                $time1 = microtime(true);
                $conn->query($sql);
                $time2 = microtime(true);

                if($i % intval(TESTCOUNT / 10) == 0) { //输出执行的进度
                    echo "\n finish $i / ".TESTCOUNT; 
                }
                $pool->put($conn, (($time2 - $time1) * 1000)); //每次查询耗时就不单独做实例，直接修改连接池类做简单统计
            } else {
                echo "\n connect mysql fail，跳过SQL";
            }
            //业务逻辑结束
            $chan->pop();
        });
    }
    $etime = microtime(true);
    echo "\n ============执行结果=============";
    echo "\n 并发数量： ".MAX_MYSQLPOOL_NUM;
    echo "\n 查询次数： ".TESTCOUNT;
    echo "\n 执行总耗时： ".intval($etime - $stime)."秒\n";
    
    echo "\n QPS (查询次数/总耗时) :". intval((TESTCOUNT / ($etime - $stime)));
    echo "\n 每次查询耗时平均值：".intval($pool->alltime / TESTCOUNT) ."ms";
    echo "\n ============end=============\n";
    die;
});


//数据库连接池，https://wiki.swoole.com/wiki/page/852.html
class MysqlPool
{
    protected $pool;
    private $mysqlconf;
    public $alltime;

    public function __construct($mysqlconf)
    {
        $this->pool = new SplQueue();
        $this->mysqlconf = $mysqlconf;
        $this->alltime = 0;
    }

    public function put($mysql, $time = 0)
    {
        $this->pool->push($mysql);
        $this->alltime += $time;
    }

    public function get()
    {
        //有空闲连接
        if (count($this->pool) > 0) {
            return $this->pool->pop();
        }
        
        $mysql = new Swoole\Coroutine\Mysql();
        $res = $mysql->connect($this->mysqlconf);
        if ($res == false) {
            echo "\n connect error info: ".$mysql->error."\n";
            return false;
        } else {
            return $mysql;
        }
    }
}

//随机生成的数字
function getRandpid()
{
    for ($i = 0; $i < 40; ++$i) {
        $ret[] = rand(1, 185724600);
    }
    return $ret;
}

测试1：直接连接mysql，查询单表的性能

• 测试代码：修改以上代码

  • 1：修改mysql配置为直接连接mysql，而不是oneproxy。即端口从3307改为3306

  • 2：“业务逻辑”部分中的SQL改为：

    $sql = "select * from table_10 where id in (".implode(',', getRandpid()).')';
    

• 测试指令：

  php mysql_test.php 1 1000 //并发为1，查询1000次
  php mysql_test.php 10 1000 //并发为10，查询1000次
  php mysql_test.php 50 10000 //并发为50，查询10000次
  ...
  php mysql_test.php 500 100000 //并发为500，查询100000次
  

• 测试结果：

  
  数据库单表测试

• 结果分析：
  根据主键查询单表，mysql的性能基本可以满足正常业务的需求

测试2

• 说明
  查询oneproxy。因为查询id是随机的，每查一次oneproxy，对应查询的是40个mysql的表。
  即，当oneproxy的并发数为1，mysql的对应并发数是40

• 测试代码：
  以上提供的代码即为此种情况的代码，无须修改。

• 测试指令：

  php mysql_test.php 1 1000 //并发为1，查询1000次
  php mysql_test.php 10 1000 //并发为10，查询1000次
  php mysql_test.php 50 10000 //并发为50，查询10000次
  ...
  php mysql_test.php 100 10000 //并发为100，查询10000次
  

• 测试结果：

  
  oneproxy并行查询

• 结果分析：

  • 1：OneProxy做为mysql的代理，对查询性能基本0消耗。
    当oneproxy的查询并发为5时，对应mysql的查询并发为200。测试2的结果，并发为5，每次查询耗时30ms。测试1，mysql并发200，每次查询耗时29ms。可得到结论，oneproxy对性能0消耗。
  • 2：每次查询耗时太高，很小流量的业务才能使用此方案。

测试3：后端mysql表分散到多台机器

• 分到两台，测试结果：

  
  image.png

• 分析：
  mysql分到两台机器。同样并发数时，每次查询耗时能缩短一倍。

• 推测：
  mysql表分到更多的机器，每次查询耗时能达到测试1的结果，可满足正常的业务需求。

最后，关注性能的同时，也要关注系统的稳定性、开发者的易用性、易维护性。