CGroup控制MySQL多实例测试报告

目的

通过之前对mysql的OLTP基准测试发现，性能的瓶颈为IO。为了降低IO对性能的影响，本文基于Virident FlashMAX进行测试。此外，为了进一步了解CGroup对mysql多实例在CPU、IO隔离下，性能的情况，进行了以下测试。

测试环境：

         测试系统环境如下所示：

 

Summary:	Dell R610, 1 x Xeon E5645 2.40GHz, 47.2GB / 48GB 1333MHz DDR3
System:	Dell PowerEdge R610 (Dell 08GXHX)
Processors:	1 (of 2) x Xeon E5645 2.40GHz 5860MHz FSB (HT enabled, 6 cores, 24 threads)
Memory:	47.2GB / 48GB 1333MHz DDR3 == 6 x 8GB, 6 x empty
Disk:	sda (scsi0): 1.2TB (17%) JBOD == 1 x DELL-PERC-H700
Disk-Control:	megaraid_sas0: LSI Logic / Symbios Logic MegaRAID SAS 2108 [Liberator], Package 12.10.4-0001, FW 2.100.03-1584, BIOS 3.18.00_4.09.05.00_0x0416A000, Cache 1GB, BBU
Chipset:	Intel 82801IB (ICH9)
Network:	em1 (bnx2): Broadcom NetXtreme II BCM5709 Gigabit, d4:be:d9:f5:62:50, 1000Mb/s
OS:	CentOS 6.2 (Final), Linux 2.6.32-220.23.1.el6.x86_64 x86_64, 64-bit

        

此外，Virident FlashMAX官方提供的参数如下所示：

 

Capacity (GB)	1000
NAND Flash	MLC
Form Factor	Low Profile (half height, half length)
Read Performance	1.3 GB/s (4KB blocks) 325,000 IOPS (4KB blocks) 1,000,000 IOPs (0.5KB blocks)
Sustained Mixed Performance (75:25 r/w)	850 MB/s (4 KB blocks) 280,000 IOPS (4KB blocks)
Access Latency	19us
Lifetime (PB written to flash)	10, 15

 

以上测试系统可知，物理机器配置为两个物理CPU，每个CPU上有6核心，开启超线程状态下，显示为24 CPU。SSD的读写性能可以参照：《Virident FlashMAX测试》。

 

测试工具及条件

测试工具为percona提供的TPCC-MySQL基准测试工具，测试环境如下所示，数据大小大约为30G。并且所有实例的测试条件相同。

 

 [warehouse]: 300

 [connection]: 32

 [rampup]: 1200 (sec.)

 [measure]: 1800 (sec.)

 

测试方案

对比测试CGroup控制多实例与无CGroup控制多实例的性能比较。CGroup划分四个MySQL实例，每个实例配置文件中的参数相同，CGroup划分组对应关系如下表所示，具体测试内容如下所示：

 

CGROUP	CPU	IO
cgroup1	0~5	R:140MB/s; W:100MB/s
cgroup2	6~11	R:140MB/s; W:100MB/s
cgroup3	12~17	R:140MB/s; W:100MB/s
cgroup4	18~23	R:140MB/s; W:100MB/s

 

1、单实例测试。测试cgroup1下MySQL的性能和单实例MySQL性能比较。

2、两个实例测试。测试cgroup1、cgroup2下MySQL的性能和两个实例MySQL性能比较。

3、四个实例测试。测试cgroup1、cgroup2、cgroup3、cgroup4下MySQL的性能和四个实例MySQL性能比较。

4、CGroup下MySQL性能影响比较。比较1中cgroup1、2中的cgroup1和3中cgroup1的性能影响。

5、减小CGroup的IO限制。测试cgroup1下mysql的性能，测试cgroup1和cgroup2下mysql的性能，测试cgroup1、cgroup2、cgroup3 下mysql的性能，测试cgroup1、cgroup2、cgroup3、cgroup4下mysql的性能。调整后的CGroup如下所示：

        

CGROUP	CPU	IO
cgroup1	0~5	R:20MB/s; W:40MB/s
cgroup2	6~11	R:20MB/s; W:40MB/s
cgroup3	12~17	R:20MB/s; W:40MB/s
cgroup4	18~23	R:20MB/s; W:40MB/s

 

 

测试结果

1、单实例测试

         cgroup1下MySQL的性能测试结果与单实例测试结果如下所示：

 

测试	测试结果
cgroup1下的MySQL性能	16766.666 TpmC
无cgroup下MySQL性能	21341.801 TpmC

 

         通过对测试采集的数据进行分析，分别从MySQL的checkpoint、dirty page ratio、CPU的user、system、iowait以及IO的read、write、util方面进行对比。具体如下所示：

1）MySQL的checkpoint对比

cgroup1下的MySQL与无cgroup下的MySQL在checkpoint值的对比如下图所示：

 

2）MySQL的dirty page ratio对比

cgroup1下的MySQL与无cgroup下的MySQL在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

3）CPU的user利用率对比

cgroup1与无cgroup的CPU的user利用率对比如下图所示：

 

 

4）CPU的system利用率对比

cgroup1与无cgroup的CPU的system利用率对比如下图所示：

 

 

5）CPU的iowait百分比对比

cgroup1与无cgroup的CPU的iowait百分比对比如下图所示：

 

 

6）IO的read对比

cgroup1与无cgroup的IO的read对比如下图所示：

 

 

7）IO的write对比

cgroup1与无cgroup的IO的write对比如下图所示：

 

 

8）IO的util对比

cgroup1与无cgroup的IO的util对比如下图所示：

 

 

结论

         由测试结果可以看出，cgroup隔离下的MySQL的性能低于单实例下MySQL的性能。

 

2、两个实例测试

cgroup1、cgroup2下的MySQL的性能测试结果与两个实例测试结果如下所示：

测试	cgroup1/instance1	cgroup2/instance2
CGroup下的MySQL性能	14767.267 TpmC	15373.667 TpmC
无cgroup下MySQL性能	16136.600 TpmC	16189.866 TpmC

 

         通过对测试采集的数据进行分析，分别从MySQL的checkpoint、dirty page ratio、CPU的user、system、iowait以及IO的read、write、util方面进行对比。具体如下所示：

1）MySQL的checkpoint对比

cgroup1下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance1在checkpoint值的对比如下图所示：

 

 

cgroup2下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance2在checkpoint值的对比如下图所示：

 

 

2）MySQL的dirty page ratio对比

cgroup1下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance1在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

cgroup2下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance2在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

3）CPU的user利用率对比

cgroup与无cgroup的CPU的user利用率对比如下图所示：

 

 

4）CPU的system利用率对比

cgroup与无cgroup的CPU的system利用率对比如下图所示：

 

 

5）CPU的iowait百分比对比

cgroup与无cgroup的CPU的iowait百分比对比如下图所示：

 

 

6）IO的read对比

cgroup与无cgroup的IO的read对比如下图所示：

 

 

7）IO的write对比

cgroup与无cgroup的IO的write对比如下图所示：

 

 

8）IO的util对比

cgroup与无cgroup的IO的util对比如下图所示：

 

 

结论

         由测试结果可以看出，cgroup隔离下的两个MySQL的性能低于无cgroup隔离的两个实例的MySQL性能，但性能差大大的降低。

 

3、四个实例测试

         cgroup1、cgroup2、cgroup3、cgroup4下MySQL的性能测试想结果与四个实例测试结果如下所示：

 

测试	cgroup1/instance1	cgroup2/instance2	cgroup3/instance3	cgroup4/instance4
CGroup下的MySQL性能	10704.333 TpmC	11604.866 TpmC	11613.566 TpmC	11363.400 TpmC
无cgroup下MySQL性能	10268.100 TpmC	10316.400 TpmC	10323.134 TpmC	10260.200 TpmC

 

通过对测试采集的数据进行分析，分别从MySQL的checkpoint、dirty page ratio、CPU的user、system、iowait以及IO的read、write、util方面进行对比。具体如下所示：

1）MySQL的checkpoint对比

cgroup1下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance1在checkpoint值的对比如下图所示：

 

 

cgroup2下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance2在checkpoint值的对比如下图所示：

 

 

cgroup3下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance3在checkpoint值的对比如下图所示：

 

 

cgroup4下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance4在checkpoint值的对比如下图所示：

 

2）MySQL的dirty page ratio对比

cgroup1下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance1在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

cgroup2下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance2在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

cgroup3下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance3在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

cgroup4下的MySQL与无cgroup下的MySQL instance4在dirty page ratio的对比如下图所示：

 

 

3）CPU的user利用率对比

cgroup与无cgroup的CPU的user利用率对比如下图所示：

 

 

4）CPU的system利用率对比

cgroup与无cgroup的CPU的system利用率对比如下图所示：

 

 

5）CPU的iowait百分比对比

cgroup与无cgroup的CPU的iowait百分比对比如下图所示：

 

 

6）IO的read对比

cgroup与无cgroup的IO的read对比如下图所示：

 

 

7）IO的write对比

cgroup与无cgroup的IO的write对比如下图所示：

 

 

8）IO的util对比

cgroup与无cgroup的IO的util对比如下图所示：

 

 

结论

         由测试结果可以看出，cgroup隔离下的四个MySQL的性能略微高于无cgroup隔离的四个实例的MySQL性能。从测试来看，cgroup的效果可能显现出来。

        

4、CGroup下MySQL性能影响比较

比较测试1中cgroup1、测试2中的cgroup1和测试3中cgroup1的性能影响情况如下所示：

 

测试	cgroup1的TpmC
单实例	16766.666 TpmC
两个实例	14767.267 TpmC
四个实例	10704.333 TpmC

 

结论

从以上测试结果来看，cgroup进行隔离MySQL实例，当实例数增加时，性能会受到影响。从测试结果分析来看，由于每个CGroup的IO限制为read：100MB/s、write：100MB/s。而IO的峰值为read：90MB/s，write：220MB/s。因此，可以推断，IO的影响是一个重要的因素。在单实例测试对比来看，在请求线程数一致的情况下，对CPU的隔离，导致线程切换更加频繁，也同样对性能造成了影响。

 

5、减小CGroup的IO限制

         测试cgroup1下mysql的性能；测试cgroup1和cgroup2下mysql的性能；测试cgroup1、cgroup2、cgroup3 下mysql的性能；测试cgroup1、cgroup2、cgroup3、cgroup4下mysql的性能。测试结果如下表所示：

 

测试	cgroup1	cgroup2	cgroup3	cgroup4
单实例	7329.167 TpmC
两个实例	7292.167 TpmC	7333.100 TpmC
三个实例	7201.533 TpmC	7389.400 TpmC	7258.733 TpmC
四个实例	6986.100 TpmC	7214.233 TpmC	7181.867 TpmC	7024.333 TpmC

 

通过对测试采集的数据进行分析，分别从CPU的user利用率、system利用率、iowait百分比，以及IO的read、write、util进行对比。具体如下所示:

1）CPU的user利用率

         CPU的user利用率如下图所示：

 

 

2）CPU的system利用率

         CPU的system利用率如下图所示：

 

 

3）CPU的iowait百分比

         CPU的iowait百分比如下图所示：

 

 

4）IO的read

         CPU的read如下图所示：

 

 

5）IO的write

         CPU的write如下图所示：

 

 

6）IO的util

         CPU的util如下图所示：

 

 

结论

         通过降低CGroup的IO read、write的大小，从测试效果来看，验证了测试4中的推论：IO的影响是一个重要的因素。

 

测试结论

从测试结果来看，CGroup对MySQL多实例的隔离效果影响因素为：1、IO的争用；2、对CPU的限制导致线程数切换的增加。因此，CGroup对MySQL多实例的隔离，在实例数较少的情况下，性能有所降低；在实例数很多的情况下，CGroup隔离MySQL多实例有一定的效果。

此外，在将IO限制到很小，降低IO争用的情况下，CGroup对MySQL多实例的隔离效果明显。因此，IO争用的影响是CGroup隔离效果与否的重要因素。

通过CGroup有效的控制IO，降低IO的争用，从很大程度上可以发挥CGroup的功能。此外，对于不均衡的MySQL多实例，通过CGroup进行隔离，可以有效的降低对资源（CPU、IO）的争用。