关于数据库:OceanBase-40解读从TPCH性能测评看40与3x差异

对于作者

肖帆
OceanBase 技术专家

OceanBase 技术专家，开源生态团队成员。毕业于华中科技大学软件工程业余，从事数据库畛域的品质保障工作，曾就任于有赞、网易，参加关系型数据库、缓存数据库、对象存储相干产品的测试开发，目前的工作方向是 OceanBase 社区版性能测试。

2022 年 11 月 3 日，OceanBase 社区版 4.0 Beta 版本正式上线。公布现场的演练测试结果显示，OceanBase 社区版 4.0 在等同硬件环境下，OLTP（联机事务处理）性能是 MySQL 企业版的 1.9 倍，OLAP（联机剖析解决）性能是 Greenplum 6.22.1 的 5 到 6 倍。其中，OLAP 性能测试采纳 TPC-H（商业智能计算测试），这是国际事务交易解决性能委员会（TPC，Transaction Processing Performance Council）组织制订的用来模仿决策反对类利用的一个测试集，基于 3NF 实现了一个数据仓库，共蕴含 8 个根本关系，其次要评估指标是各个查问的响应工夫，TPC-H 曾经成为世界上最为风行的 OLAP 工作负载的 benchmark 测试程序，其测试后果也成为剖析型数据库及 HTAP 数据库重要的评测指标。

本文将和大家分享如何在 OceanBase 数据库上进行 TPC-H 测试，介绍 OceanBase 4.0 版本的 TPC-H 基准测试方法和性能优化倡议。

如何进行 TPC- H 测试

▋ OBD 一键自动测试

OBD（OceanBase Deployer）是 OceanBase 社区版的装置部署工具，作为包管理器，能够用来治理 OceanBase 社区版所有的工具。为了帮忙用户更简略、更疾速地进行性能测试，OBD 已集成了 Sysbench、TPC-C、TPC-H 三种罕用测试工具，你能够一键进行全流程的性能测试。测试中过程中 OBD 会依据以后运行环境主动进行参数调优，以跑出最佳的性能。

在实现 OBD 及 OceanBase 社区版装置后，用户能够通过一条简略的命令，就能够实现整个 TPC-H 流程的测试：

obd test tpch obperf --tenant=tpch_mysql -s 100 --remote-tbl-dir=/tmp/tpch100

图 1 TPC-H 测试演示（obd)

OBD 既能够全自动式一键进行 TPC-H 测试，也能够手动设置各种参数来白盒体验测试的各个步骤。上面介绍几个应用 OBD 进行 TPC-H 性能测试中，比拟重要的参数。

• 查看流程及操作日志： 如果用户感觉 OBD 的执行过程绝对黑盒，心愿理解 OBD 一键测试的过程中，具体进行哪些操作，能够加上 ’-v’，OBD 将在控制台具体打印出整个操作的流程，包含生成数据、导数、参数调优、合并、执行查问 SQL 等所有的操作日志。
• 敞开数据文件传输：TPC-H 须要指定一台 OceanBase 指标服务器作为执行对象。在执行 TPC-H 测试前，OBD 会将测试须要的数据文件传输到指定机器的指定目录下，这些文件可能会比拟大，如果用户曾经在指标机器上筹备好数据文件，能够通过 ‘–dt=true’ 选项敞开传输，OBD 将间接从导数步骤开始进行 TPC-H 测试。
• 执行查问 SQL： 如果用户曾经实现了导数，只是想简略的执行查问 SQL，能够加上 ’–test-only=true’，OBD 会进行参数调优并执行 22 条查问语句，操作实现后，还会主动将调优参数复原成零碎默认值。如果用户心愿手动体验参数调优带来的性能差别，能够再加上 ’-O 0’，这样 OBD 将不会进行任何参数调优，仅仅执行查问语句。用户能够自由组合各种参数，体验 OceanBase 带来的性能收益。

▋ 手动进行 TPC-H 测试

如果用户心愿通过原始的流程，手动体验整个 TPC-H 的测试，OceanBase 也在官网供了具体的测试流程和步骤。这里次要对 4.0 版本与之前 3.x 版本的步骤差别进行介绍。

• 参数调整：OceanBase 4.0 版本引入了向量化和存储下压等新的个性，这些个性对性能晋升有重大影响。须要留神的是，在存储下压和向量化设置后，倡议用户进行刷新 plan cache 操作，以防止因后期执行 query 导致旧的 plan cache 被命中。
• 建表语句调整： 因为扫表性能的晋升，OceanBase 4.0 版本后不再须要额定加索引。建表时能够将编码格局指定为 CONDENSED，数据会被编码并以 selective encoding 格局保留，有利于晋升查问的性能。
• 合并步骤调整：4.0 引入了租户级别的合并，执行合并命令须要在对应的租户下执行，或在零碎租户下指定合并的租户。相应的合并相干的外部表也进行了调整，用户能够在零碎租户下查问 CDB_OB_MAJOR_COMPACTION，获取所有租户合并的全局信息。
• 手动收集统计信息：4.0 版本后，合并不再收集统计信息，用户能够手动进行统计信息的收集。在 OceanBase 优化器中，可统计信息有表统计信息（table level statistics）和列统计信息（column level statistics）两种。统计信息收集后，优化器的估算会更精确，生成的执行打算也会更快。

目前 OceanBase 优化器针对统计信息收集提供了两种形式：DMBS_STATS（举荐）、ANALYZE 命令行。应用 OBD 或者 OCP 部署的用户，能够应用自带的 DMBS_STATS 包，通过 call dbms_stats.gather_table_stats 等形式进行统计信息的收集。

如果应用 ANALYZE 的形式，MySQL 租户须要开启 SQL 拓展性能（执行 alter system set enable_sql_extension=True）。用户也能够设置_force_parallel_query_dop，进一步晋升统计信息收集的执行并发度。

▋ 重要参数解析

1. 向量化参数：_rowsets_enabled

4.0 减少向量化执行性能（vectorization)，使得 OceanBase 具备一次解决多行数据的能力，大幅缩小函数调用次数和指令调用 cache miss，进步 SQL 执行器能力。

为了进步 SQL 执行器的灵活性，咱们提供了配置项_rowsets_enabled，管制整个向量化执行的开启敞开。向量化是租户级配置项，在零碎租户下执行肯定要指定租户名，或者在一般租户下执行。向量化影响所有 SQL 的 RT（响应工夫），倡议用户在测试时开启。

2. 存储下压参数：_pushdown_storage_level

随着对 AP 场景不断深入优化，存储层引入多个将过滤、计算下压到底层的新个性，该配置项_pushdown_storage_level 进行管制。当参数设置为 3 时，将开启静态数据疾速扫、filter 下推以及聚合下推。存储层将提前对数据进行计算或者过滤，从而缩小有效数据的解决并显著晋升计算效率。

TPC- H 测试后果解读

以下测试后果的硬件环境，均为 3 台 32C 128G（ecs.g7.8xlarge）节点、每台机器上挂载 3 块 500G ESSD 云盘，测试数据量为 100GB。

▋ 相比上一个版本，OceanBase 4.0 带来了哪些变动？

咱们将 OceanBase 社区版 4.0.0、社区版 3.1.0 进行 TPC-H 100GB 测试比照，依照程序执行 22 条查问 SQL。从数据上来看，整体性能相比于 3.1 版本晋升 5 倍。

▋ 相比开源 OLAP 数据库，OceanBase 4.0 带来了哪些新可能

咱们将 OceanBase 社区版 4.0.0 与 Greenplum 6.22.1 进行 TPC-H 性能比照，从理论测试数据上能够看到，等同硬件条件下，OceanBase 社区版 4.0 的 AP 能力是 Greenplum 6.22 的 5-6 倍，局部场景下性能差别可达到 9 倍。

图 2 TPC-H 100 GB Results (By Query)

图 3 TPC-H 100 GB Results (Total Time)

写在最初

TPC-H 22 条规范 SQL 中，蕴含了用户数据分析 SQL 里罕用的聚合剖析、连贯查问、表达式计算、子查问等操作，反映了数据库在并发查问、表扫描、filter 下压等方面的通用能力。OceanBase 在 TPC-H 测试中响应工夫的大幅升高，体现了 OceanBase 在 OLAP 方面能力的一直冲破。

从 2010 年开始立项的 OceanBase，始终是原生分布式数据库的信仰者、开拓者。咱们心愿可能基于“一个零碎，一份数据”为用户提供同时解决交易和实时剖析的高性价比能力。自登顶 TPC-C 榜首，OceanBase 一直稳步迈进晋升 OLAP 的能力。4.0 版本 OceanBase 的实时剖析能力，无论是绝对 3.x 版本，还是专门的 OLAP 数据库，都有了质的飞跃。 咱们心愿真正帮忙企业解决传统 ETL 带来的数据同步提早和业务复杂度问题，帮忙用户在理论场景中可能同时兼顾到 OLTP 类的事务处理和 OLAP 类的报表剖析、业务决策等实时剖析能力，让数据库服务和业务利用变得简略。

Reference：

○ TPC-H 基准测试定义

https://www.tpc.org/tpcc/defa…

○ TPC-H Standard Specification

https://www.tpc.org/tpc_docum…

○ OceanBase 4.0 TPC-H 测试文档

https://www.oceanbase.com/doc…