extremedb同步mysql_数据库选型之内存数据库eXtremeDB[通俗易懂]

刘勇    Email:lyssym@sina.com

简介

鉴于内存数据库访问速率快的特点，本文分别从单线程、多线程(并发访问)和多线程读/写混合访问角度对eXtremeDB数据库读写速率展开测试。需要指出的是，本文读取操作包含将数据读取后，并在控制台显示出来。测试结果表明：eXtremeDB在单一读/写访问时，速率大约在10w条/s，其速率是比较快的；同时相对单线程来说，多线程读或者写操作并发访问eXtremeDB，也并未衰减其性能，因此在一定程度上可以满足并发访问需求；另一方面，多线程读/写混合访问eXtremeDB时，单个线程写入速率大约在10w条/s，单个线程读取速率大约在4w条/s，此外，随着读/写线程个数的增加，其读写速率在整体上趋于稳定。经过上述测试，该数据库适合于嵌入式系统设计，对于有存储需求的实时系统来说，可以采用内存与硬盘混合方式 ，但是该策略必然会衰减其性能。

测试环境

硬件环境：

Localhost：CPU：Intel Core I5；主频：3.10G；内存：4G

软件环境：

Localhost:  extremedb_6.0_im_win32vs2012_x86_sql_eval.EXE；jdk 1.8

表结构：

1 DROP TABLE IF EXISTS`TAQ`;2 CREATE TABLE`TAQ` (3 `SECCODE` varchar(6) NOT NULL,4 `SECNAME` varchar(20) NOT NULL,5 `TDATE` varchar(10) NOT NULL,6 `TTIME` varchar(6) NOT NULL,7 `LASTCLOSE` decimal(19,3) DEFAULT NULL,8 `OP` decimal(19,3) DEFAULT NULL,9 `CP` decimal(19,3) DEFAULT NULL,10 `TQ` decimal(19,3) DEFAULT NULL,11 `TM` decimal(19,3) DEFAULT NULL,12 `CQ` decimal(18,0) DEFAULT NULL,13 `CM` decimal(19,3) DEFAULT NULL,14 `CT` decimal(19,3) DEFAULT NULL,15 `BS` varchar(18) DEFAULT NULL,16 `BSRATIO` decimal(19,3) DEFAULT NULL,17 `SPD` decimal(19,3) DEFAULT NULL,18 `RPD` decimal(19,3) DEFAULT NULL,19 `UNIX` bigint(20) DEFAULT NULL,20 `MARKET` varchar(4) DEFAULT NULL,21 KEY`SECCODE` (`SECCODE`,`TDATE`,`TTIME`)22 ) /*!50100 TABLESPACE ts_cloudstore STORAGE DISK*/ ENGINE=ndbcluster DEFAULT CHARSET=utf8;

Table TAQ

性能测试

本文先从单线程和多线程(并发访问)和2个角度，以60K、100K和600K条为基础数据总量，对eXtremeDB内存数据库展开测试。其中单线程部分，以单条测试和批处理2个方面展开测试，并进行对比；多线程部分则主要以不同线程个数对eXtremeDB进行测试。需要指出的是，本文读取操作包含将数据读取后，并在控制台显示出来，而写入数据数据部分，则以数据写入数据为结束节点。然后从多线程读/写混合访问eXtremeDB角度，以100K和600K条数据为基础数据库，针对不同读取线程和写入线程个数展开测试。

单线程访问

以60K、100K和600K条为基础数据总量，在单条和批处理下对I/O进行测试，其中单条下测试结果如表-1所示。

批处理以批处理数据量为1000，2000和3000条角度展开测试，主要针对批处理写入速率，由于本文读取操作涉及从数据库读取数据并在控制台显示出来，其处理瓶颈主要集中于数据显示部分，因此本部分读取速率暂不考虑，其测试结果如表-2所示。

小结

从表-1和表-2可知：1)从写入速率角度来看，批处理相对单条处理而言，并没有优势，主要原因在于，eXtremeDB为内存数据库，批处理在内存中还多了一份批量累积过程；2)从整体而言， 相对之前对MySQL(即使是在固态硬盘本地，详细内容见以前测试报告)，eXtremeDB的读写速率还是比较快的，测试速率大约为10w条/s。

多线程访问

以60K、100K和600K条为基础数据总量，在不同线程个数下，对eXtremeDB展开读写访问，其中在不同线程个数下的写入速率如表-3所示。需要指出的是，此处多线程写入测试，以多线程处理平摊的方式，即写入60K条数据，采用20个线程执行，则每个线程处理3K(60K/20)条数据，详细内容见测试源代码，在此不再赘述。

在不同线程下的读取速率如表-4所示。需要指出的是，此处多线程读取速率，每个线程则完整读取给定的数据总量，即若数据总量为60K条，则每个线程读取60K数据，获取全表中指定的2个字段，并显示出来。

小结

从表-3和表-4可知：1)随着数据总量的增加，多线程访问速率整体上变化不明显，即线程读写速率相对比较稳定；2)与表-1相比较，针对多线程，若以平均速率乘以线程个数角度来说，则多线程与单线程在读取数据并显示出来上，两者速率差不多，此外，多线程写入和单线程写入的速率也差不多(注意多线程写入是平摊方式，两者可以直接比较)，因此，多线程访问eXtremeDB，相对单线程并未衰减其性能。

总结

从上述2种场景测试结果来看，eXtremeDB的读写速率大约在10w条/s，相对一般的数据库(非内存数据库，即使在固态硬盘上)其速率也是比较快的。此外，针对多线程单一读/写并发访问，与单线程相比，也并未衰减其读写性能，因此对于并发访问来说，也能满足一定的需求。

测试源程序：

1 import com.mcobject.extremedb.*;2 importjava.sql.Date;3 importjava.math.BigDecimal;4

5 @Persistent //class will be stored in eXtremeDB database

6 classTestTable {7 @Indexable(unique=true)8 publicString secCode;9

10 publicString secName;11 publicDate tDate;12 publicDate tTime;13

14 publicBigDecimal lastClose;15 publicBigDecimal OP;16 publicBigDecimal CP;17 publicBigDecimal TQ;18 publicBigDecimal TM;19 publicBigDecimal CQ;20 publicBigDecimal CM;21 publicBigDecimal CT;22 publicString BS;23

24 publicBigDecimal BSRATIO;25 publicBigDecimal SPD;26 publicBigDecimal RPD;27 public longUNIX;28 publicString market;29 }

Class TestTable

1 import com.mcobject.extremedb.*;2 importjava.math.BigDecimal;3 importjava.math.RoundingMode;4 import java.sql.*;5

6 public classDataAccess {7 public static int PAGE_SIZE = 128;8 public static int DATABASE_SIZE = 512*1024*1024;9 public static int MAXCONN = 100;10 public static int NUM = 100*1000;11 public static int BATCH = 1000;12 privateDatabase db;13 privateString sql;14 privateSqlLocalConnection con;15

16 public voidinitDatabase()17 {18 int config =Database.MCO_CFG_SQL_SUPPORT;19 Database.Parameters params = newDatabase.Parameters();20 params.memPageSize =PAGE_SIZE;21 params.classes = new Class[] {TestTable.class};22 params.maxConnections =MAXCONN;23

24 Database.Device device[] = new Database.Device[1];25 device[0] = newDatabase.PrivateMemoryDevice(Database.Device.Kind.Data, DATABASE_SIZE);26 db = newDatabase(config);27 db.open(“DataAccess”, params, device);28 sql = “select secCode, secName from TestTable”;29 con =db.connectSql();30 }31

32

33 public voidinsertTransaction(TestTable table)34 {35 int code = 100000;36 long start =getRunTime();37 for (int i = 0; i < NUM; i++)38 {39 con.startTransaction(Database.TransactionType.ReadWrite);40 table.secCode =Integer.toString(code);41 table.secName =”中国银行”;42 table.tDate = newDate(System.currentTimeMillis());43 table.tTime = new Date(System.currentTimeMillis()+5);44 table.UNIX += 1;45 con.insert(table);46 con.commitTransaction();47 code++;48 }49 long end =getRunTime();50 System.out.println(“写入速率为： ” + NUM*1000/(end-start));51 con.saveSnapshot(“db.img”);52 }53

54

55 public longgetRunTime()56 {57 returnSystem.currentTimeMillis();58 }59

60

61 public voidgetTransaction()62 {63 long start =getRunTime();64 con.startTransaction(Database.TransactionType.ReadWrite);65 SqlResultSet result =con.executeQuery(sql);66 for(String column : result.getColumnNames()) {67 System.out.print(column + ” “);68 }69 System.out.println();70

71 for(SqlTuple tuple : result) {72 System.out.println(tuple.get(“secCode”) + ” ” + tuple.get(“secName”) + ” “);73 }74 con.commitTransaction();75

76 long end =getRunTime();77 System.out.println(“读取速率为： ” + NUM*1000/(end-start));78 }79

80

81 public voidcloseDatabase()82 {83 con.disconnect();84 db.close();85 }86

87

88 public voiddeleteData()89 {90 con.startTransaction(Database.TransactionType.ReadWrite);91 con.removeAll(TestTable.class);92 con.commitTransaction();93 System.out.println(“delete all the data!”);94 }95

96 public static voidmain(String[] args) {97 //TODO Auto-generated method stub

98 TestTable table = newTestTable();99 table.secCode = null;100 table.secName = null;101 table.tDate = null;102 table.tTime = null;103

104 table.lastClose = new BigDecimal(15.857).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);105 table.OP = new BigDecimal(10.132).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);106 table.CP = new BigDecimal(12.310).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);107 table.TQ = new BigDecimal(14.185).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);108 table.TM = new BigDecimal(19.107).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);109 table.CQ = new BigDecimal(8.457).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);110 table.CM = new BigDecimal(7.859).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);111 table.CT = new BigDecimal(13.101).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);112 table.BS = null;113

114 table.BSRATIO = new BigDecimal(18.525).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);115 table.SPD = new BigDecimal(6.108).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);116 table.RPD = new BigDecimal(3.199).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);117 table.UNIX =System.currentTimeMillis();118 table.market = “SSE”;119

120 DataAccess da = newDataAccess();121 da.initDatabase();122 da.insertTransaction(table);123 //da.getTransaction();124 //da.deleteData();

125 da.closeDatabase();126 }127

128 }

Class DataAccess

并发读/写混合测试

本文先构建100K和600K条的基础数据量，以避免读取线程初始读取数据失败情形。然后在该基础数据量的基础上，写入数据总量为100K条的数据，其中写入操作采用平摊的方式，即写入的总数据量平摊至每个写入线程中，而读取操作则保持在每个线程读取100K条的数据，详细内容见测试源代码。

以下从基础数据量为100K和600K条2个方面对eXtremeDB展开测试。

100K

从不同线程个数角度对该数据库展开测试，其中读/写线程各占50%，即若表格中线程个数为10个时，读/写线程各占5个，后续表格内容与之类同，不再赘述了。写入操作以写入总量100K条数据，并平摊给每个写入线程，读取操作中每个读取线程执行 “select secCode, secName from TestTable limit 100000″操作。基础数据量为100K条的测试结果见表-5。

600K

写入操作以写入总量100K条数据，并平摊给每个写入线程，读取操作中每个读取线程执行 “select secCode, secName from TestTable limit 100000, 100000″操作。基础数据量为600K条下的测试结果见表-6。

总结

从表-5和表-6可知：1)多线程读写混合访问eXtremeDB的单个线程写入速率大约在10w条/s, 单个线程读取速率大约在4w条/s；2)随着读取线程和写入线程的增加，eXtremeDB的读写速率变化不大，整体上比较稳定。

并发读/写测试源代码：

1 import com.mcobject.extremedb.*;2 importjava.sql.Date;3 importjava.math.BigDecimal;4

5 @Persistent //class will be stored in eXtremeDB database

6 classTestTable {7 @Indexable(unique=true)8 publicString secCode;9

10 publicString secName;11 publicDate tDate;12 publicDate tTime;13

14 publicBigDecimal lastClose;15 publicBigDecimal OP;16 publicBigDecimal CP;17 publicBigDecimal TQ;18 publicBigDecimal TM;19 publicBigDecimal CQ;20 publicBigDecimal CM;21 publicBigDecimal CT;22 publicString BS;23

24 publicBigDecimal BSRATIO;25 publicBigDecimal SPD;26 publicBigDecimal RPD;27 public longUNIX;28 publicString market;29 }

Class TestTable

1 importjava.sql.Date;2 importjava.io.BufferedWriter;3 importjava.io.FileOutputStream;4 importjava.io.IOException;5 importjava.io.OutputStreamWriter;6 importcom.mcobject.extremedb.Database;7 importcom.mcobject.extremedb.SqlLocalConnection;8

9 public class WriteThread extendsThread {10 private intcode;11 privateDatabase db;12 private intid;13 privateSqlLocalConnection con;14 privateTestTable table;15

16 public WriteThread(Database db, int code, TestTable table, intid)17 {18 this.db =db;19 this.code =code;20 this.table =table;21 this.id =id;22 con =db.connectSql();23 con.startTransaction(Database.TransactionType.ReadWrite);24 }25

26

27 public voidrun()28 {29 insertTransaction();30 closeConnection();31 }32

33

34 public voidinsertTransaction()35 {36 long start =getRunTime();37 for (int i = 0; i < MultThreadAccess.NUM*2/MultThreadAccess.THREAD; i++)38 {39 con.startTransaction(Database.TransactionType.ReadWrite);40 table.secCode =Integer.toString(code);41 table.secName = “中国银行”;42 table.tDate = newDate(System.currentTimeMillis());43 table.tTime = new Date(System.currentTimeMillis()+5);44 table.UNIX += 1;45 con.insert(table);46 con.commitTransaction();47 code++;48 }49 long end =getRunTime();50

51 try{52 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(id%5+5 + “.txt”, true)));53 String str = Long.toString(MultThreadAccess.NUM*2/MultThreadAccess.THREAD*1000/(end-start));54 bw.write(str);55 bw.write(“\n”);56 bw.flush();57 bw.close();58 } catch(IOException e) {59 //TODO Auto-generated catch block

60 e.printStackTrace();61 }62 }63

64

65 public longgetRunTime()66 {67 returnSystem.currentTimeMillis();68 }69

70

71 public voidcloseConnection()72 {73 con.disconnect();74 }75

76 }

Class WriteThread

1 importjava.io.BufferedWriter;2 importjava.io.FileOutputStream;3 importjava.io.IOException;4 importjava.io.OutputStreamWriter;5 importcom.mcobject.extremedb.Database;6 importcom.mcobject.extremedb.SqlLocalConnection;7 importcom.mcobject.extremedb.SqlResultSet;8 importcom.mcobject.extremedb.SqlTuple;9

10 public class ReadThread extendsThread {11 privateDatabase db;12 privateString sql;13 privateSqlLocalConnection con;14 private intid;15

16 public ReadThread (Database db, intid)17 {18 this.db =db;19 sql = “select secCode, secName from TestTable limit 100000”;20 this.id =id;21 con =db.connectSql();22 }23

24

25 public voidrun()26 {27 getTransaction();28 closeConnection();29 }30

31

32 public voidgetTransaction()33 {34 long start =getRunTime();35 SqlResultSet result =con.executeQuery(sql);36 for(String column : result.getColumnNames()) {37 System.out.print(column + ” “);38 }39 System.out.println();40

41 for(SqlTuple tuple : result)42 System.out.println(tuple.get(“secCode”) + ” ” + tuple.get(“secName”) + ” “);43

44 con.commitTransaction();45 long end =getRunTime();46

47 try{48 BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(id%5 + “.txt”, true)));49 String str = Long.toString(100000*1000/(end-start));50 bw.write(str);51 bw.write(“\n”);52 bw.flush();53 bw.close();54 } catch(IOException e) {55 //TODO Auto-generated catch block

56 e.printStackTrace();57 }58 }59

60

61 public longgetRunTime()62 {63 returnSystem.currentTimeMillis();64 }65

66

67 public voidcloseConnection()68 {69 con.disconnect();70 }71

72 }

Class ReadThread

1 importjava.math.BigDecimal;2 importjava.math.RoundingMode;3 importcom.mcobject.extremedb.Database;4

5 public classMultThreadAccess {6 public static int PAGE_SIZE = 128;7 public static int DATABASE_SIZE = 1024*1024*1024;8 public static int MAXCONN = 100;9 public static int NUM = 100*1000;10 public static int THREAD = 2;11 privateDatabase db;12

13

14 public voidinitDataBase()15 {16 int config =Database.MCO_CFG_SQL_SUPPORT;17 Database.Parameters params = newDatabase.Parameters();18 params.memPageSize =PAGE_SIZE;19 params.databaseSnapshotFilePath = “db.img”;20 params.classes = new Class[] {TestTable.class};21 params.maxConnections =MAXCONN;22

23 Database.Device device[] = new Database.Device[1];24 device[0] = newDatabase.PrivateMemoryDevice(Database.Device.Kind.Data, DATABASE_SIZE);25 db = newDatabase(config);26 db.open(“DataAccess”, params, device);27 System.out.println(“OK”);28 }29

30

31 public voidcloseDataBase()32 {33 db.close();34 }35

36

37 publicDatabase getDB()38 {39 returndb;40 }41

42

43 public static voidmain(String[] args) {44 //TODO Auto-generated method stub

45 TestTable []table = newTestTable[THREAD];46 for (int i = 0; i < THREAD; i++) {47 table[i] = newTestTable();48 table[i].secCode = null;49 table[i].secName = null;50 table[i].tDate = null;51 table[i].tTime = null;52

53 table[i].lastClose = new BigDecimal(15.857).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);54 table[i].OP = new BigDecimal(10.132).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);55 table[i].CP = new BigDecimal(12.310).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);56 table[i].TQ = new BigDecimal(14.185).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);57 table[i].TM = new BigDecimal(19.107).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);58 table[i].CQ = new BigDecimal(8.457).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);59 table[i].CM = new BigDecimal(7.859).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);60 table[i].CT = new BigDecimal(13.101).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);61 table[i].BS = null;62

63 table[i].BSRATIO = new BigDecimal(18.525).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);64 table[i].SPD = new BigDecimal(6.108).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);65 table[i].RPD = new BigDecimal(3.199).setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);66 table[i].UNIX =System.currentTimeMillis();67 table[i].market = “SSE”;68 }69

70 int code = 700000;71 MultThreadAccess mt = newMultThreadAccess();72 mt.initDataBase();73 WriteThread[] wThread = new WriteThread[THREAD/2];74 ReadThread[] rThread = new ReadThread[THREAD/2];75 for (int i = 0; i < THREAD/2; i++) {76 wThread[i] = new WriteThread(mt.getDB(), code+i*NUM/THREAD, table[i], i);77 rThread[i] = newReadThread(mt.getDB(), i);78 wThread[i].start();79 rThread[i].start();80 }81

82 try{83 while(true);84 } catch(Exception e) {85 mt.closeDataBase();86 }87

88 }89 }

Class MultThreadAccess

作者：志青云集

出处：http://www.cnblogs.com/lyssym

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