Benchmarking der Leistung eines Redis-Servers unter Ubuntu 18.04

Benchmarking ist eine wichtige Methode zur Analyse der Gesamtleistung von Datenbankservern. Es ist hilfreich, um Engpässe und Verbesserungsmöglichkeiten in diesen Systemen zu identifizieren.

Redis ist ein speicherinterner Datenspeicher, der als Datenbank-, Cache- und Nachrichtenbroker verwendet werden kann. Es unterstützt einfache bis komplexe Datenstrukturen, darunter Hashes, Strings, sortierte Mengen, Bitmaps und Geodaten. In diesem Handbuch wird gezeigt, wie Sie die Leistung eines Redis-Servers unter Ubuntu 18.04 mit verschiedenen Tools und Methoden messen können.

Redis wird mit einem Benchmark-Tool namensredis-benchmark geliefert. Mit diesem Programm kann eine beliebige Anzahl von Clients simuliert werden, die gleichzeitig eine Verbindung herstellen und Aktionen auf dem Server ausführen. Dabei wird gemessen, wie lange es dauert, bis die Anforderungen abgeschlossen sind. Die resultierenden Daten geben Ihnen eine Vorstellung von der durchschnittlichen Anzahl von Anforderungen, die Ihr Redis-Server pro Sekunde verarbeiten kann.

In der folgenden Liste sind einige der allgemeinen Befehlsoptionen aufgeführt, die mitredis-benchmark verwendet werden:

Wenn Sie beispielsweise die durchschnittliche Anzahl von Anforderungen pro Sekunde überprüfen möchten, die Ihr lokaler Redis-Server verarbeiten kann, können Sie Folgendes verwenden:

Sie erhalten eine ähnliche Ausgabe, jedoch mit unterschiedlichen Zahlen:

Sie können die Tests auch mit dem Parameter-tauf eine Teilmenge von Befehlen Ihrer Wahl beschränken. Der folgende Befehl zeigt nur die Durchschnittswerte für die BefehleGET undSET an:

Die Standardoptionen verwenden 50 parallele Verbindungen, um 100000 Anforderungen an den Redis-Server zu erstellen. Wenn Sie die Anzahl der Parallelverbindungen erhöhen möchten, um eine Nutzungsspitze zu simulieren, können Sie die Option-cdafür verwenden:

Da dies 1000 gleichzeitige Verbindungen anstelle der Standard-50 verwendet, sollten Sie mit einem Leistungsabfall rechnen:

Wenn Sie detaillierte Informationen in der Ausgabe wünschen, können Sie die Option-q entfernen. Der folgende Befehl verwendet 100 parallele Verbindungen, um 1000000 SET-Anforderungen auf dem Server auszuführen:

Sie erhalten eine Ausgabe ähnlich der folgenden:

Die Standardeinstellungen verwenden 3 Byte für Schlüsselwerte. Sie können dies mit der Option-d ändern. Der folgende Befehl vergleicht die BefehleGET undSET mit 1-MB-Schlüsselwerten:

Da der Server diesmal mit einer viel größeren Nutzlast arbeitet, ist mit einer erheblichen Verringerung der Leistung zu rechnen:

Es ist wichtig zu wissen, dass diese Zahlen zwar eine schnelle Möglichkeit zur Bewertung der Leistung einer Redis-Instanz darstellen, jedoch nicht den maximalen Durchsatz darstellen, den eine Redis-Instanz aufrechterhalten kann. Durch die Verwendung vonpipelining können Anwendungen mehrere Befehle gleichzeitig senden, um die Anzahl der Anforderungen pro Sekunde zu verbessern, die der Server verarbeiten kann. Mitredis-benchmark können Sie die Option-P verwenden, um reale Anwendungen zu simulieren, die diese Redis-Funktion verwenden.

Um den Unterschied zu vergleichen, führen Sie zuerst den Befehlredis-benchmark mit Standardwerten und ohne Pipelining für die TestsGET undSET aus:

Der nächste Befehl führt dieselben Tests aus, fügt jedoch 8 Befehle zusammen:

Wie Sie an der Ausgabe sehen können, ergibt sich durch die Verwendung von Pipelining eine erhebliche Leistungsverbesserung.

Wenn Sie die durchschnittliche Zeit messen möchten, die eine Anforderung zum Empfangen einer Antwort benötigt, können Sie den Redis-Client verwenden, um die durchschnittliche Server-Latenz zu ermitteln. Im Kontext von Redis ist die Latenz ein Maß dafür, wie lange einping-Befehl benötigt, um eine Antwort vom Server zu erhalten.

Mit dem folgenden Befehl werden die Echtzeit-Latenzstatistiken für Ihren Redis-Server angezeigt:

Sie erhalten eine ähnliche Ausgabe mit einer zunehmenden Anzahl von Samples und einer variablen durchschnittlichen Latenz:

Dieser Befehl wird auf unbestimmte Zeit ausgeführt. Sie können es mitCTRL+C stoppen.

Um die Latenz über einen bestimmten Zeitraum zu überwachen, können Sie Folgendes verwenden:

Dadurch werden Latenzmittelwerte über einen bestimmten Zeitraum hinweg mit einem konfigurierbaren Intervall aufgezeichnet, das standardmäßig auf 15 Sekunden festgelegt ist. Sie erhalten eine Ausgabe ähnlich der folgenden:

Da der Redis-Server in unserem Beispiel im Leerlauf ist, gibt es keine großen Unterschiede zwischen den Latenzzeitbeispielen. Wenn Sie jedoch eine Nutzungsspitze haben, sollte sich dies in einer Zunahme der Latenz in den Ergebnissen niederschlagen.

Wenn Sie nur die Latenz vonsystemmessen möchten, können Sie dafür--intrinsic-latency verwenden. Die inhärente Latenz hängt von der Umgebung ab und hängt von Faktoren wie Hardware, Kernel, Servernachbarn und anderen Faktoren ab, die nicht von Redis gesteuert werden.

Sie können die intrinsische Latenz als Basis für Ihre gesamte Redis-Leistung betrachten. Der folgende Befehl überprüft die systeminterne Latenz und führt einen Test für 30 Sekunden durch:

Sie sollten eine Ausgabe ähnlich der folgenden erhalten:

Der Vergleich beider Latenztests kann hilfreich sein, um Hardware- oder Systemengpässe zu identifizieren, die die Leistung Ihres Redis-Servers beeinträchtigen könnten. In Anbetracht der Gesamtlatenz für eine Anforderung an unseren Beispielserver, die durchschnittlich 0,18 Mikrosekunden beträgt, bedeutet eine intrinsische Latenz von 0,06 Mikrosekunden, dass ein Drittel der gesamten Anforderungszeit vom System für Prozesse aufgewendet wird, die nicht von Redis gesteuert werden.

Memtier ist ein Benchmark-Tool mit hohem Durchsatz für Redis undMemcached, das von Redis Labs erstellt wurde. Obwohl Memtierredis-benchmark in verschiedenen Aspekten sehr ähnlich ist, verfügt es über verschiedene Konfigurationsoptionen, die optimiert werden können, um die erwartete Last auf Ihrem Redis-Server besser zu emulieren, und bietet darüber hinaus Clusterunterstützung.

Um Memtier auf Ihrem Server zu installieren, müssen Sie die Software aus dem Quellcode kompilieren. Installieren Sie zunächst die zum Kompilieren des Codes erforderlichen Abhängigkeiten:

Wechseln Sie als Nächstes in Ihr Home-Verzeichnis und klonen Sie das Projektmemtier_benchmarkvonGithub repository:

Navigieren Sie zum Projektverzeichnis und führen Sie den Befehlautoreconf aus, um die Anwendungskonfigurationsskripts zu generieren:

Führen Sie das Skriptconfigureaus, um die zum Kompilieren erforderlichen Anwendungsartefakte zu generieren:

Führen Sie nunmake aus, um die Anwendung zu kompilieren:

Sobald der Build abgeschlossen ist, können Sie die ausführbare Datei testen mit:

Dadurch erhalten Sie die folgende Ausgabe:

Die folgende Liste enthält einige der am häufigsten mit dem Befehlmemtier_benchmark verwendeten Optionen:

Die meisten dieser Optionen sind den inredis-benchmark vorhandenen Optionen sehr ähnlich, aber Memtier testet die Leistung auf andere Weise. Um gängige reale Umgebungen besser zu simulieren, wird der vonmemtier_benchmark durchgeführte Standard-Benchmark nur fürGET- undSET-Anforderungen in einem Verhältnis von 1 zu 10 getestet. Mit 10 GET-Operationen für jede SET-Operation im Test ist diese Anordnung repräsentativer für eine allgemeine Webanwendung, die Redis als Datenbank oder Cache verwendet. Sie können den Verhältniswert mit der Option--ratio einstellen.

Der folgende Befehl führtmemtier_benchmark mit Standardeinstellungen aus und stellt nur allgemeine Ausgabeinformationen bereit:

[.Hinweis]##

Note: Wenn Sie Ihren Redis-Server so konfiguriert haben, dass eine Authentifizierung erforderlich ist, sollten Sie die Option-a zusammen mit Ihrem Redis-Kennwort für den Befehlmemtier_benchmark angeben:

Es wird eine Ausgabe ähnlich der folgenden angezeigt:

Gemäß diesem Lauf vonmemtier_benchmark kann unser Redis-Server ungefähr 90.000 Operationen pro Sekunde in einem Verhältnis von 1:10SET /GET ausführen.

Es ist wichtig zu beachten, dass jedes Benchmark-Tool seinen eigenen Algorithmus für Leistungstests und Datenpräsentation hat. Aus diesem Grund ist es normal, dass auf demselben Server leicht unterschiedliche Ergebnisse erzielt werden, auch wenn ähnliche Einstellungen verwendet werden.

In diesem Handbuch haben wir gezeigt, wie Benchmark-Tests auf einem Redis-Server mit zwei unterschiedlichen Tools durchgeführt werden: dem enthaltenen Toolredis-benchmark und dem von Redis Labs entwickelten Toolmemtier_benchmark. Wir haben auch gesehen, wie die Serverlatenz mitredis-cli überprüft wird. Basierend auf den Daten aus diesen Tests haben Sie ein besseres Verständnis dafür, was Sie von Ihrem Redis-Server in Bezug auf die Leistung erwarten und was die Engpässe Ihres aktuellen Setups sind.