HTAP數據庫 PostgreSQL 場景與性能測試之 5 - (OLTP) 空間應用 - 空間包含查詢

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 - 空間應用 - 空間包含查詢 (OLTP)

1、背景

基於空間的應用，空間包含，點麵判斷等。例如電子圍欄、菜鳥AOI（調度）、等業務。

2、設計

1張多邊形表，1億個多邊形，多邊形無相交。

輸入一個隨機的點，判斷這個點被1億個多邊形中的哪些多邊形包含。

3、準備測試表

create table t_polygon (  
  id int primary key,  
  po box  
);

4、準備測試函數(可選)

5、準備測試數據

with a as (select id, (random()*10000)::int x, (random()*10000)::int y from generate_series(1,100000000) t(id))   
  insert into t_polygon select id, box(point(x,y), point(x+1,y+1)) from a;  
  
create index idx_t_polygon_po on t_polygon using gist(po);

6、準備測試腳本

vi test.sql  
  
\set x random(1,10000)  
\set y random(1,10000)  
select * from t_polygon where po @> box(point(:x-0.5, :y-0.5), point(:x-0.5, :y-0.5));

7、測試

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

8、測試結果

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: 83609101  
latency average = 0.402 ms  
latency stddev = 0.532 ms  
tps = 278634.745397 (including connections establishing)  
tps = 278708.337831 (excluding connections establishing)  
script statistics:  
 - statement latencies in milliseconds:  
         0.002  \set x random(1,10000)  
         0.001  \set y random(1,10000)  
         0.404  select * from t_polygon where po @> box(point(:x-0.5, :y-0.5), point(:x-0.5, :y-0.5));