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HTAP數據庫 PostgreSQL 場景與性能測試之 30 - (OLTP) 秒殺 - 高並發單點更新
標簽
PostgreSQL , HTAP , OLTP , OLAP , 場景與性能測試
背景
PostgreSQL是一個曆史悠久的數據庫，曆史可以追溯到1973年，最早由2014計算機圖靈獎得主，關係數據庫的鼻祖Michael_Stonebraker 操刀設計，PostgreSQL具備與Oracle類似的功能、性能、架構以及穩定性。
PostgreSQL社區的貢獻者眾多，來自全球各個行業，曆經數年，PostgreSQL 每年發布一個大版本，以持久的生命力和穩定性著稱。
2017年10月，PostgreSQL 推出10 版本，攜帶諸多驚天特性，目標是勝任OLAP和OLTP的HTAP混合場景的需求：
《最受開發者歡迎的HTAP數據庫PostgreSQL 10特性》
1、多核並行增強
2、fdw 聚合下推
3、邏輯訂閱
4、分區
5、金融級多副本
6、json、jsonb全文檢索
7、還有插件化形式存在的特性，如 向量計算、JIT、SQL圖計算、SQL流計算、分布式並行計算、時序處理、基因測序、化學分析、圖像分析 等。
在各種應用場景中都可以看到PostgreSQL的應用：
PostgreSQL近年來的發展非常迅勐，從知名數據庫評測網站dbranking的數據庫評分趨勢，可以看到PostgreSQL向上發展的趨勢：
從每年PostgreSQL中國召開的社區會議，也能看到同樣的趨勢，參與的公司越來越多，分享的公司越來越多，分享的主題越來越豐富，橫跨了 傳統企業、互聯網、醫療、金融、國企、物流、電商、社交、車聯網、共享XX、雲、遊戲、公共交通、航空、鐵路、軍工、培訓、谘詢服務等 行業。
接下來的一係列文章，將給大家介紹PostgreSQL的各種應用場景以及對應的性能指標。
環境
環境部署方法參考：
《PostgreSQL 10 + PostGIS + Sharding(pg_pathman) + MySQL(fdw外部表) on ECS 部署指南(適合新用戶)》
阿裏雲 ECS：56核，224G，1.5TB*2 SSD雲盤。
操作係統：CentOS 7.4 x64
數據庫版本：PostgreSQL 10
PS：ECS的CPU和IO性能相比物理機會打一定的折扣，可以按下降1倍性能來估算。跑物理主機可以按這裏測試的性能乘以2來估算。
場景 - 秒殺 - 高並發單點更新 (OLTP)
1、背景
阿裏巴巴雙十一創造了一個詞：秒殺。
秒殺是促銷導致的一種用戶行為，如1元秒殺iphone，由於優惠力度太大，搶的人就會很多。
通常秒殺商品都有一個庫存值，在數據庫中以數值存放，用戶在搶購時，需要更新庫存。
秒殺帶來的壓力是高並發的更新同一條記錄（如1元iphone）。
由於更新記錄在數據庫中體現為行排他鎖，因此同一條記錄，隻允許一個事務更新，其他事務會處於等待狀態。
那麼問題就來了，如果大家都搶一個商品，那麼大家都會等待其中一個人的更新，才會進行下一個更新，等待的過程就導致了堵塞。影響整體的處理吞吐。
（等待對於業務係統來說，是災難性的，通常也是優化需要重點關注的。）
PostgreSQL設計了一種advisory lock，可以巧妙的解決秒殺的等待問題，單實例單行更新處理吞吐可以達到 22.9萬qps。
2、設計
1張表，1條記錄，高並發的更新同一條記錄。造成秒殺效應。
3、準備測試表
create table t_update_single (id int8 primary key, val int, crt_time timestamp);
alter index t_update_single_pkey set tablespace tbs1;
4、準備測試函數(可選)
5、準備測試數據
插入1條記錄，用於秒殺。
insert into t_update_single values (1,1,now());
秒殺到的，返回結果，程序獲取到結果後更新緩存。如果商品被秒完，VAL會變成0，緩存更新為0後，就不需要到達數據庫了。
語句很簡單，更新並返回即可，例子：
postgres=# update t_update_single set val=val+1, crt_time=now() where pg_try_advisory_xact_lock(id) and id=1 returning *;
id | val | crt_time
----+--------+----------------------------
1 | 376426 | 2017-11-14 17:36:12.465658
(1 row)
UPDATE 1
6、準備測試腳本
1、更新用戶的最終位置，由於空間移動有一定的速比，所以更新後是基於原有位置的一個相對位移位置。
vi test.sql
update t_update_single set val=val+1, crt_time=now() where pg_try_advisory_xact_lock(id) and id=1;
壓測
CONNECTS=112
TIMES=300
export PGHOST=$PGDATA
export PGPORT=1999
export PGUSER=postgres
export PGPASSWORD=postgres
export PGDATABASE=postgres
pgbench -M prepared -n -r -f ./test.sql -P 5 -c $CONNECTS -j $CONNECTS -T $TIMES
7、測試
transaction type: ./test.sql
scaling factor: 1
query mode: prepared
number of clients: 112
number of threads: 112
duration: 300 s
number of transactions actually processed: 68756469
latency average = 0.489 ms
latency stddev = 0.866 ms
tps = 229148.334927 (including connections establishing)
tps = 229191.371771 (excluding connections establishing)
script statistics:
- statement latencies in milliseconds:
0.489 update t_update_single set val=val+1, crt_time=now() where pg_try_advisory_xact_lock(id) and id=1;
TPS： 229191
平均響應時間： 0.489 毫秒
參考
《PostgreSQL、Greenplum 應用案例寶典《如來神掌》 - 目錄》
《PostgreSQL 使用 pgbench 測試 sysbench 相關case》
https://www.postgresql.org/docs/10/static/pgbench.html
最後更新：2017-11-14 18:04:06