自定义字段MongoDb与Mysql 扩展表性能分析

1.  需求背景
        对于saas应用来说,不同的租户对于表单有不同的定义,为了满足租户的千人千面,自定义表单字段就成为的必不可少的功能。
2. 技术方案
        从传统数据库mysql到文档数据库mongo db,再到搜索引擎ES 以及列式存储数据库,可以有如下方案:

技术方案

优点

缺点

Mysql 预留扩展字段

简单,成本低,查询方便

只能处理有限字段,浪费资源

Mysql EAV模型

增删简单,无需考虑一致性问题,可以无限扩展

关联查询效率低下

Mysql + MongoDb

效率比EAV模型高

要引用ETL工具同步mysql和mongo数据,需要保证数据一致性问题

Mysql + ES

查询效率高,

一致性问题,多表查询不友好,比mongo方案复杂

列式存储clickhouse(startrocks)

列式存储查询效率高,节约资源,扩展性好

组内懂的人少,引用成本太高

        从上面表格列出的所有方案中折中考虑后,我们选择采用 Mysql EAV模型 或者 Mysql + MongoDb的方案,本文就对这两种方案的性能做一个对比从而确定最终采用的方案。

3. MongDb性能测试

    3.1 MongoDb 测试表信息

表名称

crm_demo_ext

测试总数据量

100W

表索引

排序字段

字段名称

字段类型

字段说明

是否扩展字段

_id

ObjectId

mongo自带id

id

Int64

表主键id(mysql主键id)

demo_name

String

名称

demo_desc

String

描述

demo_attr

String

扩展属性

demo_position

String

职位

demo_city

String

城市

demo_layout

String

布局

demo_create_at

ISODate

创建时间

demo_update_at

ISODate

更新时间

ext_user_name

String

扩展名称

ext_user_code

String

扩展编码

ext_six

String

扩展性别

ext_mobile

String

扩展手机号

ext_email

String

扩展邮箱

ext_position

String

扩展职位

ext_update_at

ISODate

扩展更新时间

      3.2  测试方案

          3.2.1  模糊查询 + 分页 + 不排序

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

2957864次

18ms

32ms

37ms

48ms

1ms

239ms

4929.6/s

         3.2.2 模糊查询+分页+排序 + 排序字段无索引

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟, mongo server cpu突增100%

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

8327次

7146ms

7610ms

7727ms

7955ms

2135ms

8798ms

13.6/s

        3.2.3  模糊查询+分页+排序 + 排序字段有索引

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

1571761次

35ms

57ms

64ms

81ms

2ms

203ms

2619.6/s

     3.3  Mongo db有无排序以及是否建立合适索引新能对比

自定义字段MongoDb与Mysql 扩展表性能分析_第1张图片

         从图上可以看出在有排序并且排序字段建立索引时,无排序比有排序效率提升近一倍,吞吐量也高一倍,但是排序字段没有建立索引时,查询效率已经吞吐量显著降低,并且机器cpu直接打满100%,可见mongo db建立合适的索引也非常重要

4. Mysql 性能测试

   4.1 mysql主表信息

表名称(mysql 冗余字段表)

crm_demo

测试总数据量

100W

表索引

排序字段

字段名称

字段类型

字段说明

是否扩展字段

id

Int64

表主键id(mysql主键id)

demo_name

String

名称

demo_desc

String

描述

demo_attr

String

扩展属性

demo_position

String

职位

demo_city

String

城市

demo_layout

String

布局

demo_create_at

datetime

创建时间

demo_update_at

datetime

更新时间

demo_ext1 String 扩展字段1
demo_ext2 String 扩展字段2
demo_ext3 String 扩展字段3
demo_ext4 String 扩展字段3

  4.2 mysql冗余字段表测试方案

      4.2.1  模糊查询 + 分页 + 不排序

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

1535106次

37ms

52ms

64ms

100ms

16ms

1017ms

2558.2/s

      4.2.2 模糊查询+分页+排序 + 排序字段无索引

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟, mongo server cpu突增100%

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

10329次

5832ms

6480ms

6696ms

7120ms

803ms

8895ms

17.1/s

      4.2.3 模糊查询+分页+排序 + 排序字段有索引

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

1637125次

35ms

47ms

57ms

95ms

15ms

774ms

2728.6/s

   4.3 Mysql自定义字段表信息

表名称(自定义字段表) crm_custom_field
测试总数据量 3000492

表索引

tenant_id + owner_id + ext_table 建立索引

字段名称

字段类型

字段说明

是否扩展字段

id

bigint

主键id

tenant_id

bigint

租户id

owner_id

bigint

所属人

ext_table

varchar

扩展表

ext_code

varchar

字段code

ext_name

varchar

字段名称

ext_type

varchar

字段类型

ext_length

int

长度

object_id

bigint

主表数据主键id

ext_code_value

varchar

字段值

    4.4 mysql自定义字段表测试方案

      4.4.1 模糊查询 + 分页 + 不排序

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

861899次

68ms

90ms

110ms

166ms

33ms

951ms

1433.6/s

      4.4.2 模糊查询+分页+排序 + 排序字段无索引

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟, mongo server cpu突增100%

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

11055次

5439ms

6133ms

6358ms

6862ms

1635ms

9760ms

18.3/s

      4.4.3 模糊查询+分页+排序 + 排序字段有索引

Jemeter测试参数

100线程 连续测试10分钟

总样本

平均RT

90%RT

95%RT

99%RT

最小值

最大值

TPS

782842次

75ms

101ms

122ms

177ms

3ms

620ms

1304.6/s

5. Mysql 与 mongo db性能比较

      5.1 模糊查询 + 分页 + 不排序

自定义字段MongoDb与Mysql 扩展表性能分析_第2张图片

         上图中最小值,平均值以及最大的意义不是很大,我们从90%,95%,99%来看,查询mongodb时的性能只有查询自定义字段表的1/3,只有仅仅查询主表的1/2。效率提升明显。

        查询mongoDb的吞吐量(tps):4929.6/s 也远远高于查询自定义字段表的1433.6/s和只查询主表的2558.2/s。

      5.2 模糊查询+分页+排序 + 排序字段无索引

自定义字段MongoDb与Mysql 扩展表性能分析_第3张图片

         从图形来看,没有建立索引时效率都很低下,不可取

      5.3 模糊查询+分页+排序 + 排序字段有索引

自定义字段MongoDb与Mysql 扩展表性能分析_第4张图片

        上图中最小值,平均值以及最大的意义不是很大,我们从90%,95%,99%来看,查询mongodb时的性能与查询字段冗余表表的性能相差不大,但是只有查询自定义表的1/2,效率提升也比较显著

        查询mongoDb的吞吐量(tps):2619.6/s 与查询字段冗余表的2728.6/s相差不大,但是远远高于查询自定义字段表的1304.6/s。

6. 总结

        从上面分析的结果来看,采用Mongo Db的性能时远优于Mysql EAV模型的,并且此文章里面没有涉及到扩展字段的排序问题,多表联合查询问题,考虑的话效率是更加低于Mongo Db方案,因此考虑到未来一年内的话采用mongo db的方案较优,当然 如果不考虑人工成本的话,迁移的列式存储(clickhouse)是更优方案。

       采用mongo db的方案,我们需要考虑mysql数据同步到mongo db,一般有两种方案,第一种是双写,第二种是采用cdc实时同步,不过两种方案都需要考虑到数据的一致性,此篇文章暂不涉及这些方案。

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