Redis压测

2022-05-09 15:58:57 浏览数 (1)

测试命令

​ 这条命令redis自带

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redis-benchmark  [option] [option value]

redis 性能测试工具可选参数如下所示：

序号

选项

描述

默认值

1

-h

指定服务器主机名

127.0.0.1

2

-p

指定服务器端口

6379

3

-s

指定服务器 socket

4

-c

指定并发连接数

50

5

-n

指定请求数

10000

6

-d

以字节的形式指定 SET/GET 值的数据大小

2

7

-k

1=keep alive 0=reconnect

1

8

-r

SET/GET/INCR 使用随机 key, SADD 使用随机值

9

-P

通过管道传输 请求

1

10

-q

强制退出 redis。仅显示 query/sec 值

11

–csv

以 CSV 格式输出

12

-l

生成循环，永久执行测试

13

-t

仅运行以逗号分隔的测试命令列表。

14

-I

Idle 模式。仅打开 N 个 idle 连接并等待。

案例一 性能信息分析

机器配置

1.png

2.png

3.png

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# 测试100个并发连接
# 一个并发连接有100000个请求

[root@node-a ~]# redis-benchmark  -h 1.1.1.1 -p 6379 -c 100 -n 100000 -q
PING_INLINE: 94696.97 requests per second
PING_BULK: 116550.12 requests per second
SET: 121654.50 requests per second
GET: 121359.23 requests per second
INCR: 121065.38 requests per second
LPUSH: 122399.02 requests per second
RPUSH: 121802.68 requests per second
LPOP: 119189.52 requests per second
RPOP: 121654.50 requests per second
SADD: 121065.38 requests per second
HSET: 121802.68 requests per second
SPOP: 122399.02 requests per second
LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 122850.12 requests per second
LRANGE_100 (first 100 elements): 59701.50 requests per second
LRANGE_300 (first 300 elements): 20088.39 requests per second
LRANGE_500 (first 450 elements): 13825.52 requests per second
LRANGE_600 (first 600 elements): 10363.77 requests per second
# 每秒处理87719个请求
MSET (10 keys): 87719.30 requests per second

set

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[root@node-a ~]# redis-benchmark  -h 1.1.1.1 -p 6379 -c 100 -n 100000 -t set 
====== SET ======
  10000 requests completed in 0.11 seconds
  100 parallel clients
  3 bytes payload
  keep alive: 1

99.08% <= 1 milliseconds
100.00% <= 1 milliseconds
90090.09 requests per second

get

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[root@node-a ~]# redis-benchmark  -h 1.1.1.1 -p 6379 -c 100 -n 100000 -t get
====== GET ======
  100000 requests completed in 1.03 seconds
  100 parallel clients
  3 bytes payload
  keep alive: 1

99.87% <= 1 milliseconds
100.00% <= 1 milliseconds
96711.80 requests per second

pipelining

默认情况下，每个客户端都是在一个请求完成之后才发送下一个请求 （benchmark 会模拟 50 个客户端除非使用 -c 指定特别的数量）， 这意味着服务器几乎是按顺序读取每个客户端的命令。Also RTT is payed as well. ​

真实世界会更复杂，Redis 支持 /topics/pipelining，使得可以一次性执行多条命令成为可能。 Redis pipelining 可以提高服务器的 TPS。 下面这个案例是在 Macbook air 11” 上使用 pipelining 组织 16 条命令的测试范例：

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[root@node-a ~]# redis-benchmark  -h 1.1.1.1 -p 6379 -n 100000 -t set,get -P 16 
====== SET ======
  100000 requests completed in 0.14 seconds
  50 parallel clients
  3 bytes payload
  keep alive: 1

54.66% <= 1 milliseconds
100.00% <= 1 milliseconds
740740.69 requests per second

====== GET ======
  100000 requests completed in 0.09 seconds
  50 parallel clients
  3 bytes payload
  keep alive: 1

98.96% <= 1 milliseconds
100.00% <= 1 milliseconds
1063829.88 requests per second

小结

  • Redis 是一个服务器：所有的命令都包含网络或 IPC 消耗。这意味着和它和 SQLite， Berkeley DB， Tokyo/Kyoto Cabinet 等比较起来无意义， 因为大部分的消耗都在网络协议上面。
  • Redis 的大部分常用命令都有确认返回。有些数据存储系统则没有（比如 MongoDB 的写操作没有返回确认）。把 Redis 和其他单向调用命令存储系统比较意义不大。
  • 简单的循环操作 Redis 其实不是对 Redis 进行基准测试，而是测试你的网络（或者 IPC）延迟。想要真正测试 Redis，需要使用多个连接（比如 redis-benchmark)， 或者使用 pipelining 来聚合多个命令，另外还可以采用多线程或多进程。
  • Redis 是一个内存数据库，同时提供一些可选的持久化功能。 如果你想和一个持久化服务器（MySQL, PostgreSQL 等等） 对比的话， 那你需要考虑启用 AOF 和适当的 fsync 策略。
  • Redis 是单线程服务。它并没有设计为多 CPU 进行优化。如果想要从多核获取好处， 那就考虑启用多个实例吧。将单实例 Redis 和多线程数据库对比是不公平的。

影响 Redis 性能的因素

​ 有几个因素直接决定 Redis 的性能。它们能够改变基准测试的结果， 所以我们必须注意到它们。一般情况下，Redis 默认参数已经可以提供足够的性能， 不需要调优。

  • 网络带宽和延迟通常是最大短板。建议在基准测试之前使用 ping 来检查服务端到客户端的延迟。根据带宽，可以计算出最大吞吐量。 比如将 4 KB 的字符串塞入 Redis，吞吐量是 100000 q/s，那么实际需要 3.2 Gbits/s 的带宽，所以需要 10 GBits/s 网络连接， 1 Gbits/s 是不够的。 在很多线上服务中，Redis 吞吐会先被网络带宽限制住，而不是 CPU。 为了达到高吞吐量突破 TCP/IP 限制，最后采用 10 Gbits/s 的网卡， 或者多个 1 Gbits/s 网卡。
  • CPU 是另外一个重要的影响因素，由于是单线程模型，Redis 更喜欢大缓存快速 CPU， 而不是多核。这种场景下面，比较推荐 Intel CPU。AMD CPU 可能只有 Intel CPU 的一半性能（通过对 Nehalem EP/Westmere EP/Sandy 平台的对比）。 当其他条件相当时候，CPU 就成了 redis-benchmark 的限制因素。
  • 在小对象存取时候，内存速度和带宽看上去不是很重要，但是对大对象（> 10 KB）， 它就变得重要起来。不过通常情况下面，倒不至于为了优化 Redis 而购买更高性能的内存模块。
  • Redis 在 VM 上会变慢。虚拟化对普通操作会有额外的消耗，Redis 对系统调用和网络终端不会有太多的 overhead。建议把 Redis 运行在物理机器上， 特别是当你很在意延迟时候。在最先进的虚拟化设备（VMWare）上面，redis-benchmark 的测试结果比物理机器上慢了一倍，很多 CPU 时间被消费在系统调用和中断上面。
  • 如果服务器和客户端都运行在同一个机器上面，那么 TCP/IP loopback 和 unix domain sockets 都可以使用。对 Linux 来说，使用 unix socket 可以比 TCP/IP loopback 快 50%。 默认 redis-benchmark 是使用 TCP/IP loopback。 当大量使用 pipelining 时候，unix domain sockets 的优势就不那么明显了。
  • 当大量使用 pipelining 时候，unix domain sockets 的优势就不那么明显了。
  • 当使用网络连接时，并且以太网网数据包在 1500 bytes 以下时， 将多条命令包装成 pipelining 可以大大提高效率。事实上，处理 10 bytes，100 bytes， 1000 bytes 的请求时候，吞吐量是差不多的，详细可以见下图。
  • 在多核 CPU 服务器上面，Redis 的性能还依赖 NUMA 配置和 处理器绑定位置。 最明显的影响是 redis-benchmark 会随机使用 CPU 内核。为了获得精准的结果， 需要使用固定处理器工具（在 Linux 上可以使用 taskset 或 numactl）。 最有效的办法是将客户端和服务端分离到两个不同的 CPU 来高校使用三级缓存。 这里有一些使用 4 KB 数据 SET 的基准测试，针对三种 CPU（AMD Istanbul, Intel Nehalem EX， 和 Intel Westmere）使用不同的配置。请注意， 这不是针对 CPU 的测试。
  • 在高配置下面，客户端的连接数也是一个重要的因素。得益于 epoll/kqueue， Redis 的事件循环具有相当可扩展性。Redis 已经在超过 60000 连接下面基准测试过， 仍然可以维持 50000 q/s。一条经验法则是，30000 的连接数只有 100 连接的一半吞吐量。 下面有一个关于连接数和吞吐量的测试。
  • 在高配置下面，可以通过调优 NIC 来获得更高性能。最高性能在绑定 Rx/Tx 队列和 CPU 内核下面才能达到，还需要开启 RPS（网卡中断负载均衡）。更多信息可以在thread 。Jumbo frames 还可以在大对象使用时候获得更高性能。
  • 在不同平台下面，Redis 可以被编译成不同的内存分配方式（libc malloc, jemalloc, tcmalloc），他们在不同速度、连续和非连续片段下会有不一样的表现。 如果你不是自己编译的 Redis，可以使用 INFO 命令来检查内存分配方式。 请注意，大部分基准测试不会长时间运行来感知不同分配模式下面的差异， 只能通过生产环境下面的 Redis 实例来查看。

其他需要注意的点

​ 任何基准测试的一个重要目标是获得可重现的结果，这样才能将此和其他测试进行对比。

  • 一个好的实践是尽可能在隔离的硬件上面测试。如果没法实现，那就需要检测 benchmark 没有受其他服务器活动影响。
  • 有些配置（桌面环境和笔记本，有些服务器也会）会使用可变的 CPU 分配策略。 这种策略可以在 OS 层面配置。有些 CPU 型号相对其他能更好的调整 CPU 负载。 为了达到可重现的测试结果，最好在做基准测试时候设定 CPU 到最高使用限制。
  • 一个重要因素是配置尽可能大内存，千万不要使用 SWAP。注意 32 位和 64 位 Redis 有不同的内存限制。
  • 如果你计划在基准测试时候使用 RDB 或 AOF，请注意不要让系统同时有其他 I/O 操作。 避免将 RDB 或 AOF 文件放到 NAS 或 NFS 共享或其他依赖网络的存储设备上面（比如 Amazon EC2 上 的 EBS）。
  • 将 Redis 日志级别设置到 warning 或者 notice。避免将日志放到远程文件系统。
  • 避免使用检测工具，它们会影响基准测试结果。使用 INFO 来查看服务器状态没问题， 但是使用 MONITOR 将大大影响测试准确度;

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