Tpcc-MySQL对mysql数据库进行性能测试报告、分析及使用gnuplot生成图表展示

TPC-C是专门针对联机交易处理系统（OLTP系统）的规范，一般情况下我们也把这类系统称为业务处理系统。
tpcc-mysql是percona基于TPC-C(下面简写成TPCC)衍生出来的产品，专用于MySQL基准测试。其源码放在launchpad上，用bazaar管理，项目地址：https://code.launchpad.net/~percona-dev/perconatools/tpcc-mysql

服务器大概配置：

两颗6核12线程CPU，相当于12核24线程
64G内存
1T,SAS 15000转/分钟硬盘 
raid5阵列

一、 安装tpcc-mysql工具

安装方法一：
安装bzr客户端
# yum -y install bzr
http://imysql.com/wp-content/uploads/2014/09/tpcc-mysql-src.tgz

之后，就可以开始用bzr客户端下载tpcc-mysql源码了
bzr branch lp:~percona-dev/perconatools/tpcc-mysql

安装方法二：
通过下载源码编译安装(推荐)
MySQL中文网便捷下载地址：
http://imysql.com/wp-content/uploads/2014/09/tpcc-mysql-src.tgz
下载到本地后，先执行 gunzip 解压缩文件，再执行 tar xf 解包，直接 tar zxf 可能会报告异常。
# gunzip tpcc-mysql-src.tgz
# tar xf tpcc-mysql-src.tar
# cd tpcc-mysql/src
# make

# ls
add_fkey_idx.sql  count.sql  create_table.sql  drop_cons.sql  load.sh  README  schema2  scripts  src  tpcc_load  tpcc_start

如果 make 没有报错，就会在 /tmp/tpcc-mysql 下生成 tpcc 二进制命令行工具 tpcc_load 、 tpcc_start

tpcc-mysql的业务逻辑及其相关的几个表作用如下：

New-Order：新订单，一次完整的订单事务，几乎涉及到全部表
Payment：支付，主要对应 orders、history 表
Order-Status：订单状态，主要对应 orders、order_line 表
Delivery：发货，主要对应 order_line 表
Stock-Level：库存，主要对应 stock 表
其他相关表：
客户：主要对应 customer 表
地区：主要对应 district 表
商品：主要对应 item 表
仓库：主要对应 warehouse 表

二、TPCC测试前准备

初始化测试库环境
make命令会在tpcc-mysql目录下生成 tpcc 命令行工具 tpcc_load ,tpcc_start
tpcc_load  提供初始化数据的功能
tpcc_start 进行压力测试

# cd /root/tpcc-mysql
# mysqladmin -uroot -pyourpassword create tpcc1000 # 创建测试用的数据库
# mysql -uroot -pyourpassword  -f tpcc1000 < create_table.sql # 创建测试用的表
# mysql -uroot -pyourpassword tpcc1000 < add_fkey_idx.sql # 创建FK和索引

初始化完毕后，就可以开始加载测试数据了
tpcc_load使用介绍：
# ./tpcc_load --help
tpcc_load [server] [DB] [user] [pass] [warehouse]
Server: 服务器名
DB: 数据库名
user: 用户名
pass: 密码
Warehouse: 仓库的数量

tpcc_start使用介绍：
#./tpcc_start --help
tpcc_start -h server_host -P port -d database_name -u mysql_user -p mysql_password -w warehouses -c connections -r warmup_time -l running_time -i report_interval -f report_file
介绍一下各个参数的用法

-h server_host: 服务器名
-P port : 端口号，默认为3306
-d database_name: 数据库名
-u mysql_user : 用户名
-p mysql_password : 密码
-w warehouses: 仓库的数量
-c connections : 线程数，默认为1
-r warmup_time : 热身时间，单位:s，默认为10s ,热身是为了将数据加载到内存。
-l running_time: 测试时间，单位:s，默认为20s
-i report_interval: 指定生成报告间隔时长
-f report_file: 测试结果输出文件

选项 warehouse 意为指定测试库下的仓库数量
真实测试场景中，仓库数一般不建议少于100个，视服务器硬件配置而定，如果是配备了SSD或者PCIE SSD这种高IOPS设备的话，建议最少不低于1000个。

执行下面的命令，开始灌入测试数据：

# cd /root/tpcc-mysql


创建150个数据仓库
# ./tpcc_load localhost tpcc1000 root "yourpass" 150

报错
./tpcc_load: error while loading shared libraries: libmysqlclient.so.18: cannot open shared object file: No such file or directory


解决办法：
# echo "/usr/local/mysql/lib" >>/etc/ld.so.conf
# ldconfig
在这里，需要注意的是 tpcc 默认会读取 /var/lib/mysql/mysql.sock 这个socket 文件。
因此，如果你的 socket 文件不在相应路径的话，可以做个软连接，或者通过TCP/IP的方式连接测试服务器，例如：


cd /root/tpcc-mysql
./tpcc_load 1.2.3.4:3306 tpcc1000 tpcc_user "tpcc_password" 10
加载测试数据时长视仓库数量而定，若过程比较久需要稍加耐心等待。

三、进行测试

# ./tpcc_start -hlocalhost -d tpcc1000 -u root -p "yourpassword" -w 150 -c 24 -r 600 -l 7200 - >tpcc-output-log

报错：

neword 0:4
1062, 23000, Duplicate entry '4-3-3020' for key 'PRIMARY'

原来是因为我们改了默认的引擎为MyiSam并且关闭了innodb引擎引起的（生产环境大部分都是myisam的场景，设置了myisam为mysql5.5的默认引擎，而myisam不支持外键所以脚本在创建数据条目的时候不会理会是否主键唯一，这样会造成部分数据主键重复）

default-storage-engine=MyISAM
skip-innodb

即：模拟 150个仓库规模，并发 24个线程进行测试，热身时间为 300秒, 压测时间为 2小时。

真实测试场景中，建议预热时间不小于5分钟，持续压测时长不小于30分钟，否则测试数据可能不具参考意义。

测试结果输出如下(tpcc-output-log文件)：

-- 本轮tpcc压测的一些基本信息
***************************************
*** ###easy### TPC-C Load Generator ***
***************************************
option h with value 'localhost'         -- 主机
option d with value 'tpcc1000'          -- 数据库
option u with value 'root'              -- 账号
option p with value 'yourpassword'      -- 密码
option w with value '150'               -- 仓库数
option c with value '12'                -- 并发线程数
option r with value '300'               -- 数据预热时长(秒)
option l with value '3600'              -- 压测时长(秒)
non-option ARGV-elements: - 
<Parameters>
     [server]: localhost
     [port]: 3306
     [DBname]: tpcc1000
       [user]: root
       [pass]: yourpassword
  [warehouse]: 150
 [connection]: 12
     [rampup]: 300 (sec.)
    [measure]: 3600 (sec.)


-- 预热结束，开始进行压测
RAMP-UP TIME.(300 sec.)


-- 每10秒钟输出一次压测数据
MEASURING START.


  10, 435(0):3.322|6.846, 435(0):0.672|1.661, 44(0):0.386|0.439, 43(0):4.017|4.847, 44(0):11.076|11.907
  20, 418(0):3.334|3.482, 416(0):0.669|0.728, 41(0):0.355|0.390, 41(0):3.796|4.356, 41(0):10.580|10.781
  30, 410(0):3.332|4.708, 412(0):0.656|1.661, 41(0):0.304|0.308, 42(0):3.844|3.926, 42(0):10.542|10.646
...
  3580, 445(0):3.277|3.402, 447(0):0.658|0.765, 44(0):0.326|0.404, 45(0):3.856|3.950, 44(0):10.805|10.899
  3590, 388(0):3.352|3.589, 391(0):0.697|0.795, 39(0):0.320|0.330, 39(0):3.826|4.009, 39(0):10.638|10.844
  3600, 407(0):3.256|3.390, 405(0):0.676|0.746, 41(0):0.331|0.339, 41(0):3.904|3.910, 41(0):10.625|10.653
 -- 以逗号分隔，共6列
-- 第一列，第N次10秒
-- 第二列，新订单成功执行压测的次数(推迟执行压测的次数):90%事务的响应时间|本轮测试最大响应时间，新订单事务数也被认为是总有效事务数的指标
-- 第三列，支付业务成功执行次数(推迟执行次数):90%事务的响应时间|本轮测试最大响应时间
-- 第四列，订单状态业务的结果，后面几个的意义同上
-- 第五列，物流发货业务的结果，后面几个的意义同上
-- 第六列，库存仓储业务的结果，后面几个的意义同上


-- 压测结束
STOPPING THREADS............


-- 第一次结果统计
<Raw Results>
  [0] sc:144136  lt:5  rt:0  fl:0   -- New-Order，新订单业务成功(success,简写sc)次数，延迟(late,简写lt)次数，重试(retry,简写rt)次数，失败(failure,简写fl)次数
  [1] sc:144148  lt:0  rt:0  fl:0   -- Payment，支付业务统计，其他同上
  [2] sc:14416  lt:0  rt:0  fl:0    -- Order-Status，订单状态业务统计，其他同上
  [3] sc:14416  lt:0  rt:0  fl:0    -- Delivery，发货业务统计，其他同上
  [4] sc:14416  lt:0  rt:0  fl:0    -- Stock-Level，库存业务统计，其他同上
 in 3600 sec.


-- 第二次统计结果，其他同上
<Raw Results2(sum ver.)>
  [0] sc:144147  lt:5  rt:0  fl:0 
  [1] sc:144154  lt:0  rt:0  fl:0 
  [2] sc:14416  lt:0  rt:0  fl:0 
  [3] sc:14416  lt:0  rt:0  fl:0 
  [4] sc:14416  lt:0  rt:0  fl:0 


<Constraint Check> (all must be [OK])   -- 下面所有业务逻辑结果都必须为 OK 才行
 [transaction percentage]
        Payment: 43.48% (>=43.0%) [OK]  -- 支付成功次数(上述统计结果中 sc + lt)必须大于43.0%，否则结果为NG，而不是OK
   Order-Status: 4.35% (>= 4.0%) [OK]   -- 订单状态，其他同上
       Delivery: 4.35% (>= 4.0%) [OK]   -- 发货，其他同上
    Stock-Level: 4.35% (>= 4.0%) [OK]   -- 库存，其他同上
 [response time (at least 90% passed)]  -- 响应耗时指标必须超过90%通过才行
      New-Order: 100.00%  [OK]          -- 下面几个响应耗时指标全部 100% 通过
        Payment: 100.00%  [OK]
   Order-Status: 100.00%  [OK]
       Delivery: 100.00%  [OK]
    Stock-Level: 100.00%  [OK]


<TpmC>
                 2402.350 TpmC - TpmC结果值（每分钟事务数，该值是第一次统计结果中的新订单事务数除以总耗时分钟数，例如本例中是：144136/60 = 2402.350）

四、生成图表

首先写一个脚本获取数据源：

# vim tpcc-output-analyze.sh
#!/bin/sh
TIMESLOT=1
if [ -n "$2" ]
then
TIMESLOT=$2
fi
cat $1 | grep -v HY000 | grep -v payment | grep -v neword | awk -v timeslot=$TIMESLOT 'BEGIN { FS="[,():]"; s=0; cntr=0; aggr=0 } /MEASURING START/ { s=1} /STOPPING THREADS/ {s=0} /0/ { if (s==1) { cntr++; aggr+=$2; } if ( cntr==timeslot ) { printf ("%d %3d\n",$1,(aggr/timeslot)) ; cntr=0; aggr=0 } }'
这个脚本就是对 tpcc-output-log 的第一列与第二列进行运算。


# chmod +x tpcc-output-analyze.sh 
#./tpcc-output-analyze.sh tpcc-output-log > tpcc-graphic-data.txt
绘图过程：


#vim log.conf
set terminal gif small size 480,360 #指定输出成gif图片，且图片大小为550×25
set output "tcpp.gif" #指定输出gif图片的文件名
set title "MySQL Performance" #图片标题
set style data lines #显示网格
set xlabel "Time/s" #X轴标题
set ylabel "Data" #Y轴标题
set grid #显示网格
plot \
"tpcc-graphic-data.txt" using 1:2 title "Total throughput" with lines #从tpcc-graphic-data.txt文件中读取第一列和第二列作为X轴和Y轴数据，示例名"Total throughput"


安装绘图工具gnuplot
# yum install -y gnuplot
运行生成tcpp.gif：
# cat log.conf | gnuplot


可以看到在/root/tpcc-mysql目录下已经生成了tcpp.gif图片文件