从尿检取中段谈数据库压测

想必大家都参加过一年一次的体检，在进行尿液体检的时候，医生会告诉你要留中段尿！要留中段尿！要留中段尿！重要的事情说三遍。
为什么尿液化验要取中段尿呢？
因为前段尿和后段尿容易被污染,所以在进行尿常规和尿培养检查时都建议留取中段尿。

我们在做数据库压测时，也会遇到类似的情况，比如一个持续数天的TPCC压测，tps在时间曲线上的表现可能会是这样的：
开始时tps缓慢的攀升，然后会经过一个较长时间的平稳期，(期间可能还有有一些短暂的抖动)，最后又会以非常平缓的曲线开始性能慢慢下降。


简单分析
前段TPS攀升的原因，
开始时TPS缓慢攀升，是因为数据库的shared buffer还没有被填满，所有的查询都是从块设备直接读取的，所以由于块设备和内存访问速度的差异造成了一开始的速度会较慢。
然后随着数据库shared buffer的填充，以及OS层cache的填充(如果没有使用DIO)，命中率高了之后，RT会下降，TPS自然就升上去了。

中段TPS平稳的原因，
数据库的shared buffer和os cache都被热数据填充，所以在TPCC压测时，RT是比较均匀的。

期间TPS抖动的原因，
数据库在产生了一定数量的脏页后，需要将做检查点，将shared buffer的脏页刷回磁盘，所以会增加额外的分段批量写IO的操作（检查点的IO优化操作在此文不展开，我以前有针对PostgreSQL检查点的优化写过文章），特别是两个检查点之间的脏页很多时，抖动会较为明显。

后段TPS下降的原因，
因为TPCC涉及到较多的更新和插入操作。
随着数据不断的插入，表的数据量变大后，对应的索引的层次可能会变深，层次变深后，通过索引访问数据需要扫描的块就会增加，这是影响性能的原因之一。
另一方面，随着数据的更新，垃圾tuple会增加到一定的量，同时索引可能会膨胀，深度变深。需要访问的页数增加，也是导致性能下降的原因之一。

并不是所有的压测都会出现后段性能下降的情况，例如只读的场景，就不会出现后段的问题。
对于写入和更新的场景，如果控制好表的大小，如使用分区，也不会出现后段的情况，因为索引页的深度是可控的。

例如一组这样的测试结果，每轮测试2分钟，连续测n轮。

 transactions: 147549 (1035.36 per sec.)

 transactions: 149521 (1245.82 per sec.)

 transactions: 159201 (1326.20 per sec.)

 transactions: 152378 (1268.96 per sec.)

 transactions: 153969 (1282.87 per sec.)

 transactions: 154719 (1289.09 per sec.)

 transactions: 160117 (1333.84 per sec.)

 transactions: 161628 (1346.59 per sec.)

 transactions: 160033 (1332.50 per sec.)

 transactions: 154718 (1289.12 per sec.)

 transactions: 155586 (1296.09 per sec.)

 transactions: 153503 (1278.71 per sec.)

 transactions: 151012 (1258.08 per sec.)

 transactions: 162499 (1353.82 per sec.)

 transactions: 153878 (1281.24 per sec.)

 transactions: 158137 (1317.45 per sec.)

 transactions: 157630 (1312.76 per sec.)

 transactions: 151530 (1262.64 per sec.)

 transactions: 152966 (1274.54 per sec.)

 transactions: 154235 (1284.25 per sec.)

 transactions: 153674 (1280.25 per sec.)

 transactions: 152721 (1272.19 per sec.)

 transactions: 154113 (1284.07 per sec.)

 transactions: 162871 (1356.21 per sec.)

 transactions: 150610 (1254.76 per sec.)

 transactions: 152196 (1267.36 per sec.)

 transactions: 158429 (1319.31 per sec.)

 transactions: 152625 (1271.77 per sec.)

 transactions: 159619 (1329.89 per sec.)

建议也是取中段，去掉最低值和最高值，取平均值。