抱歉我用了这么一个标题党的题目做为标题。
写这篇文章只是想引起大家的注意:在选择NoSQL产品时,达到标称性能,需要诸多限制条件,例如本文主要讨论的磁盘I/O。
现在NoSQL的产品已经很多了,很多都宣称“我们的QPS可以达到十万,甚至百万”,但是当我们在生产环境中使用的时候,却明显的感觉到,随着数据文件不断增大,NoSQL的性能却指数下降,问题处在哪里了?
这些NOSQL的Benchmark的量都有一个前提“你得内存足够放下你的全部数据文件”
Case1:有人说,我内存16GB,那只能说明你得数据规模还不够大……我已经经历被无数上百GB的数据库折磨过了。此外,你可能需要在1GB内存的虚拟机上支撑数10GB的数据,比如我现在的情况。
继续讨论,一旦内存放不下全部的数据,会怎么办呢?
有很多策略,但无非都是访问磁盘,将数据Cache到内存中。
我们先讨论最坏的情况,假定每条记录的偏移是放在内存中,但所有数据都放在磁盘,我们使用fseek等操作来查询磁盘。
来看下面的测试代码。
- void test_fseek_set()
- {
- long offset;
- FILE*fp = NULL;
- long i;
- fp = fopen(FILE_NAME, "r");
- if(!fp)
- {
- printf("Open file fail.\n");
- printf("%s\n",strerror(errno));
- exit(-1);
- }
- for(i=0; i<TIMES; i++)
- {
- //Because random max is 1<<30 - 1
- offset = random() * 10 % MAX_FILE;
- if(fseek(fp, offset, SEEK_SET))
- {
- printf("fseek error.\n");
- printf("%ld",offset);
- printf("%s\n",strerror(errno));
- }
- }
- fclose(fp);
- }
好了,你猜猜上述随机fseek的程序在一个7200转的硬盘上,针对一个4GB的文件随机访问,能跑多块?
答案是QPS<=80。
有人说你骗人,我跑的能到1XXX,那么请你执行下述命令清空你内存中的磁盘缓存。
- sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
很多时候,之所以我们能在小数据时达到NoSQL官方标称的QPS,而大数据量却指数下降,都是这些缓存在作怪。说白了,我们很Happy的Benchmark半天,实际是在玩系统的缓存,当然快了。
一旦你的数据文件大于内存磁盘缓存,那么速度会马上像我列举的这样,不会多余80QPS,在一个4GB的文件上。
有人说mmap,我曾经也是这样YY的,但根据我的测试,事情不是这样。
我有一个120GB的Tokyo Cabinet数据文件,把内存开满,它默认会用mmap,然后你会发现top中“VIRT”一列,会显示为120GB+(换算后),而我得机器内存却只 有32GB。这时,当你访问恰好不在内存中的那部分数据时,操作系统会进行非常耗时的换入换出操作(首先就需要fseek等)。在这台24核、32GB的 机器上,QPS勉强能达到3000(这已经远远低于标称的QPS),而一旦清空缓存,QPS会迅速跌落到70左右……
可能还会有人说:我没事闲的为啥要自己清空缓存?
机器不是给你一个NoSQL进程服务的,很多系统其他服务都需要访问磁盘,读取文件,渐渐的就会把你Cache起来的内存全部换掉,根据实际测试的 情况,一台完全闲置的机器,开TT能达到3000, 闲置放置48小时(不开其他服务), 性能就会骤降到1000左右,再放置72小时左右,就回归到70的qps了,此时Cache已经基本完全换出。
综上,mmap不是神,因为你的内存不够,而其他进程也会争夺内存来做自己的Cache。
如果你想充分发挥NoSQL的性能,建议用支持集群的NoSQL产品,尽量将全部数据放入内存中。
或者你没钱购置很多Moster内存的服务器,像我一样,就不要期望NoSQL能有很惊人的性能了。此时,NoSQL所能带来的提升,只是关系数据库所剪掉的那部分开销,如果你基本没有什么join,那么可能还会不如关系数据库。
分析性能,我们不能仅仅看官方的数据比较,要考虑机器的实际情况和自己的数据规模,最终才能分析出瓶颈出在哪里。
对于原作者的观点,本人提出两点看法:
- 要充分发挥NoSQL性能,并不是一定要尽量把所有数据放到内存,实际上只要保证了热数据都能装在内存中就够了。
- 作者举例中的程序,主要用了磁盘seek,磁盘的seek速度慢,原本就是磁盘物理结构的硬伤,所以许多NoSQL存储采用了变随机写为顺序写的方式,减少磁盘seek操作,也是提升IO性能的良方。
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