持久記憶體型效能白皮書 - Tair (Redis® OSS-Compatible)

本文介紹Tair（Redis企業版）持久記憶體型效能測試的測試環境、測試載入器、測試方法與測試結果。

產品概述

Tair持久記憶體型，基於持久記憶體技術，為您提供大容量、相容Redis的記憶體資料庫產品。單一實例成本對比KVStore for Redis社區版最高可降低30%，且資料持久化不依賴傳統磁碟，保證每個操作持久化的同時提供近乎Redis社區版的吞吐和延時，極大提升業務資料可靠性。更多資訊請參見持久記憶體型。

測試環境

測試環境資訊	說明
地區和可用性區域	所有測試均在華北3（張家口）地區的可用性區域A中完成。
Redis執行個體架構	標準版（雙副本）架構，詳情請參見標準架構。
部署壓測工具的機器	Elastic Compute Service執行個體，規格為ecs.g6e.8xlarge，詳情請參見執行個體規格類型系列。
持久記憶體型執行個體規格	本次測試以tair.scm.standard.32m.128d規格為例，規格詳情請參見持久記憶體型執行個體規格。

測試載入器

採用開源社區的YCSB壓測工具進行壓測。YCSB是一款Java編寫的支援多種資料庫的效能測試工具，具體安裝和使用方法請參見YCSB。

由於開源版本僅支援測試Hash結構的資料，下載YCSB工具後，需要將YCSB/redis/src/main/java/site/ycsb/db/RedisClient.java檔案替換為RedisClient.java檔案，用於測試String結構的資料。

工作負載

測試的總資料量8 GB，資料分布方法為zipfian，具體測試情境如下：

Load：100%的寫操作。
Workload C：100%的讀操作。
Workload A：50%的更新操作與50%的讀操作。

關於Workload的詳細介紹，請參見Core Workloads。

說明由於應用情境不同，Set、Zset中的複雜命令無法進行通用測試，您可以根據您的業務情境自行測試。

測試命令

#載入資料
workload=a
./bin/ycsb load redis -s -P workloads/workload${workload} -p "redis.host=${server_ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "redis.password=${password}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${operationcount}" -p "redis.timeout=30000" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -threads ${threads}  -p "redis.password=***:*****"

#運行Workload C
workload=c
./bin/ycsb run redis -s -P workloads/workload${workload} -p "redis.host=${server_ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "redis.password=${password}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${operationcount}" -p "redis.timeout=30000" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -threads ${threads} -p "redis.password=***:*****"

#運行Workload A
workload=a
./bin/ycsb run redis -s -P workloads/workload${workload} -p "redis.host=${server_ip}" -p  "redis.port=${port}" -p "redis.password=${password}" -p "recordcount=${recordcount}" -p "operationcount=${operationcount}" -p "redis.timeout=30000" -p "redis.command_group=${command_group}" -p "fieldcount=${fieldcount}" -p "fieldlength=${fieldlength}" -threads ${threads} -p "redis.password=***:*****"

表 1. 參數說明
參數	說明
server_ip	Tair執行個體的IP地址。
port	Tair執行個體的服務連接埠。
password	根據選取帳號的不同，密碼的填寫格式有一定區別：使用預設帳號（以執行個體ID命名的帳號）：直接填寫密碼即可。例如執行個體預設帳號為`r-bp1zxszhcgatnx****`，自訂密碼為`Password21`，密碼驗證命令為`AUTH Password21`。使用新建立的帳號：密碼格式為`user:password`。例如自訂帳號為`testaccount`，密碼為`Rp829dlwa`，密碼驗證命令為`AUTH testaccount:Rp829dlwa`。說明如果忘記密碼，請參見修改或重設密碼。
recordcount	資料裝載階段準備的資料量。
operationcount	執行操作的資料量。
command_group	測試的資料結構，本案例中，依次測試下述資料結構： String Hash List Set Zset
fieldcount	欄位或元素個數，本案例中，String資料結構配置為1，其他資料結構配置為10。
fieldlength	值長度，根據測試需求配置。
threads	YCSB線程數，根據執行個體規格配置。

測試結果

測試單位	說明
QPS	每秒處理的讀寫運算元，單位為次/秒。
INSERT Average Latency	寫操作平均延遲，單位為微秒（us）。
INSERT 99th Percentile Latency	處理速度最快的99%寫操作中，最長的延遲時間，單位為微秒。例如該指標的值為500微秒，表示99%的請求可以在500微秒內被處理。
READ AverageLatency	讀操作平均延遲，單位為微秒。
READ 99thPercentileLatency	處理速度最快的99%讀操作中，最長的延遲時間，單位為微秒。
UPDATE AverageLatency	更新操作平均延遲，單位為微秒。
UPDATE 99thPercentileLatency	處理速度最快的99%更新操作中，最長延遲時間，單位為微秒。

Load情境測試結果

表 2. String資料結構
Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	INSERT Average Latency（微秒）	INSERT 99th Percentile Latency（微秒）
128位元組	134,478	473	687
256位元組	126,139	504	828
1024位元組	99,775	638	1,051
2048位元組	77,130	826	1,157
4096位元組	60,646	1,050	1,534

表 3. Hash資料結構
Key中的Field數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	INSERT Average Latency（微秒）	INSERT 99th Percentile Latency（微秒）
10	128	47,353	1,348	1,885
	256	46,716	1,366	2,181
	1,024	27,759	2,297	2,873
	2,048	16,605	3,833	4,923

表 4. List資料結構
Key中的Element數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	INSERT Average Latency（微秒）	INSERT 99th Percentile Latency（微秒）
10	128	64,950	979	1,310
	256	47,157	1,348	1,752
	1,024	26,719	2,386	3,457
	2,048	16,714	3,811	4,751
	4,096	10,129	6,279	7,891

表 5. Set資料結構
Key中的Member數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	INSERT Average Latency（微秒）	INSERT 99th Percentile Latency（微秒）
10	128	63,670	1,001	1,514
	256	44,707	1,427	2,129
	1,024	25,375	2,513	3,239
	2,048	14,318	4,451	5,619
	4,096	8,378	7,608	9,095

表 6. Sorted Set資料結構
Key中的Element數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	INSERT Average Latency（微秒）	INSERT 99th Percentile Latency（微秒）
10	128	40,292	1,585	2,469
	256	34,168	1,869	2,569
	1,024	21,347	2,989	3,905
	2,048	12,868	4,956	6,255
	4,096	7,864	8,101	9,599

Workload C情境測試結果

表 7. String資料結構
Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）
128位元組	170,699	362	546
256位元組	163,829	380	565
1024位元組	161,491	386	569
2048位元組	130,189	487	729
4096位元組	115,433	548	808

表 8. Hash資料結構
Key中的Field數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	96,111	662	874
	256	86,892	733	915
	1,024	61,608	1,030	1,293
	2,048	37,334	1,696	2,331
	4,096	25,943	2,429	3,319

表 9. List資料結構
Key中的Element數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	105,296	604	889
	256	97,047	655	890
	1,024	66,384	955	1,192
	2,048	35,796	1,769	2,461
	4,096	26,314	2,392	3,271

表 10. Set資料結構
Key中的Member數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	97,825	651	896
	256	80,954	787	970
	1024	59,924	1060	1313
	2048	33,356	1900	2637
	4096	23,605	2677	3723

表 11. Sorted Set資料結構
Key中的Element數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	58,380	1,093	1,341
	256	56,287	1,133	1,390
	1,024	47,468	1,338	1,688
	2,048	30,073	2,096	2,783
	4,096	21,850	2,880	3,765

Workload A情境測試結果

表 12. String資料結構
Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）	UPDATE AverageLatency（微秒）	UPDATE 99thPercentileLatency（微秒）
128	141,120	451	616	450	618
256	137,551	463	617	461	618
1,024	124,165	516	724	508	725
2,048	92,652	695	881	678	871
4,096	78,994	819	1,042	791	1,024

表 13. Hash資料結構
Key中的Field數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）	UPDATE AverageLatency（微秒）	UPDATE 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	99,495	646	831	633	820
	256	88,235	731	985	712	966
	1,024	72,013	892	1,159	863	2,049
	2,048	45,790	1,379	1,898	1,354	2,821
	4,096	32,912	1,891	2,931	1,915	7,887

表 14. List資料結構
Key中的Element數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）	UPDATE AverageLatency（微秒）	UPDATE 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	71,696	591	775	1,185	1,383
	256	66,294	638	800	1,281	1,456
	1,024	53,402	791	1,006	1,581	1,865
	2,048	36,519	1,221	1,581	2,232	2,831
	4,096	28,390	1,618	2,113	2,803	3,777

表 15. Set資料結構
Key中的Member數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）	UPDATE AverageLatency（微秒）	UPDATE 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	66,346	640	792	1,282	1,445
	256	60,010	707	993	1,415	1,957
	1,024	45,359	933	1,128	1,858	2,073
	2,048	29,027	1,529	2,021	2,820	4,507
	4,096	21,440	2,144	2,773	3,726	5,095

表 16. Sorted Set資料結構
Key中的Element數量	Value長度（位元組）	QPS（次/秒）	READ AverageLatency（微秒）	READ 99thPercentileLatency（微秒）	UPDATE AverageLatency（微秒）	UPDATE 99thPercentileLatency（微秒）
10	128	49,695	861	1,050	1,707	1,912
	256	48,036	891	1,084	1,763	1,970
	1,024	39,795	1,081	1,386	2,107	2,563
	2,048	28,415	1,597	1,981	2,855	3,589
	4,096	21,317	2,247	2,821	3,665	4,787