正确的数据库基准测试的 10 条原则

https://db-benchmarks.com/,我们测试了不同的开源数据库和搜索引擎,并开发了一个开源平台,因此您也可以这样做。在本文中,我想分享我们为自己制定的 10 条最重要的原则,这些原则可以帮助我们制定高质量的基准测试。

  1. 在完全相同的硬件上测试不同的数据库。在许多数据库基准测试中,我看到人们在不同硬件上对竞争对手进行基准测试。例如,在Druid vs Clickhouse vs Rocket基准测试他们说“我们实际上想在相同的硬件和 m5.8xlarge 上进行基准测试,但我们为 m5.8xlarge 提供的唯一预烘焙配置实际上是 m5d.8xlarge ……相反,我们在 c5.9xlarge 上运行实例”。坏消息,伙计们:当你在不同的硬件上运行基准测试时,至少你不能说某个东西是“106.76%”和“103.13%”的东西。即使您在同一台裸机服务器上进行测试,也很难获得低于 5% 的变异系数。不同服务器上 3% 的差异很可能被忽略。既然如此,怎么能确定最后的结论是正确的呢?
  2. 在每次测试前清除完整的操作系统缓存进行测试。在 DB Benchmarks,我们专注于延迟测试。我们确保今天、明天和一周内对某些数据库的某些查询需要 117 毫秒。这是平台中的基本内容,没有它,其他一切都不重要。这个很难(硬。要做到这一点,重要的是要确保在测试查询时环境与上次完全相同。人们总是忘记的一件事是清除操作系统缓存。如果您没有机会,您的查询必须从磁盘中读取的部分数据已经在内存中,这将使结果不稳定。
  3. 单独测量冷运行。磁盘,无论是 NVMe 还是 HDD,都仍然比 RAM 慢得多。做benchmark的人往往对它重视不够,而它却很重要,尤其是分析查询和分析型数据库可能经常出现冷查询。所以原则是:分别测量冷运行时间。否则,您将完全隐藏数据库如何处理 I/O 的结果。
  4. 正在测试的数据库应该禁用其所有内部缓存。另一个相关的事情是禁用内部数据库缓存。否则,您将只测量缓存性能,这可能对某些测试也有意义,但通常不是您想要的。
  5. 在测试期间不应该运行其他任何东西。否则,您的测试结果可能非常不稳定,因为您的数据库将不得不与另一个进程竞争。
  6. 您需要在每次查询之前重新启动数据库。否则,尽管清除了内部缓存,以前的查询仍然会影响当前查询的响应时间。
  7. 您需要等到数据库启动后完全预热。否则,您至少可以最终与 DB 的 I/O 预热过程竞争,这会严重破坏您的测试结果。
  8. 在固定的 CPU 频率上进行测试。否则,如果您使用“按需”CPU 调节器(通常是默认设置),它可以轻松地将您的 500 毫秒响应时间变成 1000 多毫秒。
  9. 在 SSD/NVME 而不是 HDD 上进行测试。否则,根据您的文件在 HDD 上的位置,您可以获得高达 2 倍的 I/O 性能(不开玩笑,2 倍),这至少会使您的冷查询结果出错。
  10. 最重要的是:更多的重复和对 CV 的控制。这可能是延迟基准测试中最常见的错误:人们运行查询 2-3 次,计算平均值,仅此而已。在大多数情况下,尝试几次是不够的,下次运行相同的查询时,您可能会得到 50% 的不同结果。
    但是有一种方法可以改进和控制它:做更多的重复并控制变异系数。CV 是一个很好的指标,可以显示测试结果的稳定性。如果它高于 N%,则不能说一个数据库比另一个数据库快 N%。所以只要做足够多的重复,直到你的 CV 足够低(例如 3%)。如果您从未达到它,则意味着您没有按照上述原则尽力而为。
    我希望这篇文章能帮助你提高你的基准。如果您想准备一些东西,请查看https://db-benchmarks.com/。它是 100% 免费和开源(包括非常原始的测试结果)的基准测试平台和框架,可以帮助您更轻松、更快地测试数据库和查询。

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