pgbench
Пред. НаверхКлиентские приложения Postgres ProНачало След.

pgbench

pgbench — запустить тест производительности Postgres Pro

Синтаксис

pgbench -i [параметр...] [имя_бд]

pgbench [параметр...] [имя_бд]

Описание

pgbench — это простая программа для запуска тестов производительности Postgres Pro. Она многократно выполняет одну последовательность команд, возможно в параллельных сеансах базы данных, а затем вычисляет среднюю скорость транзакций (число транзакций в секунду). По умолчанию pgbench тестирует сценарий, примерно соответствующий TPC-B, который состоит из пяти команд SELECT, UPDATE и INSERT в одной транзакции. Однако вы можете легко протестировать и другие сценарии, написав собственные скрипты транзакций.

Типичный вывод pgbench выглядит так: 

transaction type: <builtin: TPC-B (sort of)>
scaling factor: 10
query mode: simple
number of clients: 10
number of threads: 1
number of transactions per client: 1000
number of transactions actually processed: 10000/10000
latency average = 11.013 ms
latency stddev = 7.351 ms
initial connection time = 45.758 ms
tps = 896.967014 (without initial connection time)

В первых шести строках выводятся значения некоторых самых важных параметров. В следующей строке показывается количество выполненных и запланированных транзакций (произведение числа клиентов и числа транзакций для одного клиента); эти количества будут различаться, только если выполнение завершится досрочно. (В режиме -T выводится только число фактически выполненных транзакций.) В последней строке показывается число транзакций в секунду.

Для запускаемого по умолчанию теста типа TPC-B требуется предварительно подготовить определённые таблицы. Чтобы создать и наполнить эти таблицы, следует запустить pgbench с ключом -i (инициализировать). (Если вы применяете нестандартный скрипт, это не требуется, но тем не менее нужно подготовить конфигурацию, нужную вашему тесту.) Запуск инициализации выглядит так: 

pgbench -i [ другие-параметры ] имя_базы

где имя_базы — имя уже существующей базы, в которой будет проводиться тест. (Чтобы указать, как подключиться к серверу баз данных, вы также можете добавить параметры -h, -p и/или -U.)

Внимание

pgbench -i создаёт четыре таблицы pgbench_accounts, pgbench_branches, pgbench_history и pgbench_tellers, предварительно уничтожая существующие таблицы с этими именами. Если вы вдруг используете эти имена в своей базе данных, обязательно переключитесь на другую базу!

С «коэффициентом масштаба», по умолчанию равным 1, эти таблицы изначально содержат такое количество строк: 

table                   # of rows
---------------------------------
pgbench_branches        1
pgbench_tellers         10
pgbench_accounts        100000
pgbench_history         0

Эти числа можно (и в большинстве случаев даже нужно) увеличить, воспользовавшись параметром -s (коэффициент масштаба). При этом также может быть полезен ключ -F (фактор заполнения).

Подготовив требуемую конфигурацию, можно запустить тест производительности командой без -i, то есть: 

pgbench [ параметры ] имя_базы

Практически во всех случаях, чтобы получить полезные результаты, необходимо передать какие-либо дополнительные параметры. Наиболее важные параметры: -c (число клиентов), -t (число транзакций), -T (длительность) и -f (файл со скриптом). Полный список параметров приведён ниже.

Параметры

Следующий список разделён на три подраздела: одни параметры используются при инициализации базы данных, другие при проведении тестирования, а третьи в обоих случаях.

Параметры инициализации

pgbench принимает следующие аргументы командной строки для инициализации:

имя_бд

Указывает имя базы, в которой будет проводиться тест. Если имя не задано, то используется значение переменной окружения PGDATABASE. Если и переменная не задана, то в качестве имени базы будет взято имя пользователя, под которым осуществляется подключение.

-i
--initialize

Требуется для вызова режима инициализации.

-I этапы_инициализации
--init-steps=этапы_инициализации

Выполнять только выбранные из всех обычных подготовительных этапов. В параметре этапы_инициализации отдельные символы для каждого этапа выбирают, какие этапы должны выполняться. Все этапы выполняются в определённом порядке. Список этапов по умолчанию: dtgvp. Полный перечень подготовительных этапов:

d (Drop, удалить)

Удалить все существующие таблицы pgbench.

t (create Tables, создать таблицы)

Создать таблицы, используемые стандартным сценарием pgbench, а именно: pgbench_accounts, pgbench_branches, pgbench_history и pgbench_tellers.

g или G (Generate data, сгенерировать данные на стороне клиента или на стороне сервера)

Сгенерировать данные и загрузить их в стандартные таблицы, заменив все уже существующие данные.

С ключом g (выбирающим генерирование данных на стороне клиента), данные формируются в клиентском коде pgbench, а затем передаются на сервер. При этом соединение клиент/сервер нагружается командой COPY. Когда с ключом g генерируются данные для таблицы pgbench_accounts, после каждых 100000 строк выдаётся сообщение о прогрессе.

С ключом G (выбирающим генерирование данных на стороне сервера), клиентский код pgbench передаёт на сервер только небольшие запросы, а собственно формированием данных занимается сервер. В этом случае сетевое соединение не нагружается, но возрастает нагрузка на сервер. При генерировании данных с ключом G никакие сообщения о ходе операции не выдаются.

По умолчанию при инициализации базы данные генерируются на стороне клиента (то есть подразумевается ключ g).

v (Vacuum, очистка)

Вызывать VACUUM для стандартных таблиц.

p (create Primary keys, создать первичные ключи)

Создать первичные ключи в стандартных таблицах.

f (create Foreign keys, создать внешние ключи)

Создать ограничения внешних ключей между стандартными таблицами. (Заметьте, что это действие по умолчанию не выполняется.)

-F фактор_заполнения
--fillfactor=фактор_заполнения

Создать таблицы pgbench_accounts, pgbench_tellers и pgbench_branches с заданным фактором заполнения. Значение по умолчанию — 100.

-n
--no-vacuum

Не выполнять очистку во время инициализации. (Этот параметр выключает этап инициализации v, даже если он был указан в -I.)

-q
--quiet

Переключить вывод в немногословный режим, когда выводится только одно сообщение о прогрессе в 5 секунд. В режиме по умолчанию одно сообщение выводится на каждые 100000 строк, при этом за секунду обычно выводится довольно много строк (особенно на хорошем оборудовании).

Этот параметр не оказывает влияния, если в -I выбран вариант G.

-s коэффициент_масштаба
--scale=коэффициент_масштаба

Умножить число генерируемых строк на заданный коэффициент. Например, с ключом -s 100 в таблицу pgbench_accounts будут записаны 10 000 000 строк. Значение по умолчанию — 1. При коэффициенте, равном 20 000 или больше, столбцы, содержащие идентификаторы счетов (столбцы aid), перейдут к большим целым числам (типу bigint), чтобы в них могли уместиться все возможные значения идентификаторов.

--foreign-keys

Создать ограничения внешних ключей между стандартными таблицами. (Этот ключ добавляет этап f к последовательности подготовительных этапов, если он отсутствует.)

--index-tablespace=табл_пространство_индексов

Создать индексы в указанном табличном пространстве, а не в пространстве по умолчанию.

--partition-method=ИМЯ

Создать секционированную таблицу pgbench_accounts, применив метод ИМЯ (это может быть range или hash). Для использования этого параметра необходимо, чтобы было задано ненулевое значение --partitions. Если этот параметр не указывается, подразумевается метод range.

--partitions=ЧИСЛО

Создать секционированную таблицу pgbench_accounts с заданным ЧИСЛОМ секций примерно равного размера в соответствии с масштабированным количеством счетов. По умолчанию подразумевается число 0, то есть таблица не секционируется.

--tablespace=табличное_пространство

Создать таблицы в указанном табличном пространстве, а не в пространстве по умолчанию.

--unlogged-tables

Создать все таблицы как нежурналируемые, а не как постоянные таблицы.

Параметры тестирования производительности

pgbench принимает следующие аргументы командной строки для тестирования производительности:

-b имя_скрипта[@вес]
--builtin=имя_скрипта[@вес]

Добавляет в список скриптов, которые будут выполняться, указанный встроенный скрипт. В число встроенных скриптов входят tpcb-like, simple-update и select-only. Также принимаются однозначные начала их имён. Со специальным именем list программа выводит список встроенных скриптов и немедленно завершается.

Дополнительно можно задать целочисленный вес после @, меняющий вероятность выбора этого скрипта относительно других. По умолчанию вес считается равным 1. Подробности следуют ниже.

-c клиенты
--client=клиенты

Число имитируемых клиентов, то есть число одновременных сеансов базы данных. Значение по умолчанию — 1.

-C
--connect

Устанавливать новое подключение для каждой транзакции вместо одного для каждого клиента. Это полезно для оценивания издержек подключений.

-d
--debug

Выводить отладочные сообщения.

-D имя_переменной=значение
--define=имя_переменной=значение

Определить переменную для пользовательского скрипта (см. ниже). Параметр -D может добавляться неоднократно.

-f имя_файла[@вес]
--file=имя_файла[@вес]

Добавить в список выполняемых скриптов скрипт транзакции из файла имя_файла.

Дополнительно можно задать целочисленный вес после @, меняющий вероятность выбора этого скрипта относительно других. По умолчанию вес считается равным 1. (Если вам нужно передать имя скрипта, содержащее символ @, добавьте к такому имени вес, чтобы исключить неоднозначность прочтения, например filen@me@1.) Подробности следуют ниже.

-j потоки
--jobs=потоки

Число рабочих потоков в pgbench. Использовать нескольких потоков может быть полезно на многопроцессорных компьютерах. Клиенты распределяются по доступным потокам равномерно, насколько это возможно. Значение по умолчанию — 1.

-l
--log

Записать информацию о каждой транзакции в файл протокола. Подробности описаны ниже.

-L предел
--latency-limit=предел

Транзакции, продолжающиеся дольше указанного предела (в миллисекундах), подсчитываются и отмечаются отдельно, как опаздывающие.

В режиме ограничения скорости (--rate=...) транзакции, которые отстают от графика более чем на заданный предел (в мс) и поэтому никак не могут уложиться в отведённый интервал, не передаются серверу вовсе. Они подсчитываются и отмечаются отдельно как пропущенные.

-M режим_запросов
--protocol=режим_запросов

Протокол, выбираемый для передачи запросов на сервер:

  • simple: использовать простой протокол запросов.

  • extended: использовать расширенный протокол запросов.

  • prepared: использовать расширенный протокол запросов с подготовленными операторами.

В режиме prepared pgbench повторно использует результат разбора запроса, начиная со второй итерации, и поэтому работает быстрее, чем в других режимах.

По умолчанию выбирается простой протокол запросов. (За подробностями обратитесь к Главе 51.)

-n
--no-vacuum

Не производить очистку таблиц перед запуском теста. Этот параметр необходим, если вы применяете собственный сценарий, не затрагивающий стандартные таблицы pgbench_accounts, pgbench_branches, pgbench_history и pgbench_tellers.

-N
--skip-some-updates

Запустить встроенный упрощённый скрипт simple-update. Краткий вариант записи -b simple-update.

-P сек
--progress=сек

Выводить отчёт о прогрессе через заданное число секунд (сек). Выдаваемый отчёт включает время, прошедшее с момента запуска, скорость (в TPS) с момента предыдущего отчёта, а также среднее время ожидания транзакций и стандартное отклонение. В режиме ограничения скорости (-R) время ожидания вычисляется относительно назначенного времени запуска транзакции, а не фактического времени её начала, так что оно включает и среднее время отставания от графика.

-r
--report-latencies

Выводить по завершении тестировании средняя время ожидания операторов (время выполнения с точки зрения клиента) для каждой команды. Подробности описаны ниже.

-R скорость передачи
--rate=скорость передачи

Выполнять транзакции, ориентируясь на заданную скорость, а не максимально быстро (по умолчанию). Скорость задаётся в транзакциях в секунду. Если заданная скорость превышает максимально возможную, это ограничение скорости не повлияет на результаты.

Для получения нужной скорости транзакции запускаются со случайными задержками, имеющими распределение Пуассона. При этом запланированное время запуска отсчитывается от начального времени, а не от завершения предыдущей транзакции. Это означает, что если какие-то транзакции отстанут от изначально рассчитанного времени завершения, всё же возможно, что последующие нагонят график.

В режиме ограничения скорости время ожидания транзакций, выводимое по итогам тестирования, вычисляется, исходя из запланированного времени запуска, так что в него входит время, которое очередная транзакция должна была ждать завершения предыдущей транзакции. Это время называется временем отклонения от графика, и его среднее и максимальное значения выводятся отдельно. Время ожидания транзакций с момента их фактического запуска, то есть время, потраченное на выполнение транзакций в базе данных, можно получить, если вычесть время отклонения от графика из времени ожидания транзакций.

Если ограничение --latency-limit задаётся вместе с --rate, транзакция может заведомо не вписываться в отведённое ей время, если предыдущая транзакция завершится слишком поздно, так как ожидаемое время окончания транзакции отсчитывается от времени запуска по графику. Такие транзакции не передаются серверу, а пропускаются и подсчитываются отдельно.

Большое значение отклонения от графика свидетельствует о том, что система не успевает выполнять транзакции с заданной скоростью и выбранным числом клиентов и потоков. Когда среднее время ожидания транзакции превышает запланированный интервал между транзакциями, каждая последующая транзакция будет отставать от графика, и чем дольше будет выполняться тестирование, тем больше будет отставание. Когда это наблюдается, нужно уменьшить скорость транзакций.

-s коэффициент_масштаба
--scale=коэффициент_масштаба

Показать заданный коэффициент масштаба в выводе pgbench. Для встроенных тестов это не требуется; корректный коэффициент масштаба будет получен в результате подсчёта строк в таблице pgbench_branches. Однако при использовании только нестандартных тестов (запускаемых с ключом -f) без этого параметра в качестве коэффициента масштаба будет выводиться 1.

-S
--select-only

Запустить встроенный скрипт select-only (только выборка). Краткий вариант записи -b select-only.

-t транзакции
--transactions=транзакции

Число транзакций, которые будут выполняться каждым клиентом (по умолчанию 10).

-T секунды
--time=секунды

Выполнять тест с ограничением по времени (в секундах), а не по числу транзакций для каждого клиента. Параметры -t и -T являются взаимоисключающими.

-v
--vacuum-all

Очищать все четыре стандартные таблицы перед запуском теста. Без параметров -n и -v pgbench будет очищать от старых записей таблицы pgbench_tellers и pgbench_branches, а также опустошать pgbench_history.

--aggregate-interval=секунды

Длительность интервала агрегации (в секундах). Может использоваться только с ключом -l. С данным параметром в протокол выводится сводка по интервалам, как описано ниже.

--log-prefix=префикс

Задать префикс имён файлов для файлов протоколов, создаваемых с ключом --log. Префикс по умолчанию — pgbench_log.

--progress-timestamp

При отображении прогресса (с параметром -P) выводить текущее время (в формате Unix), а не количество секунд от начала запуска. Время задаётся в секундах с точностью до миллисекунд. Это помогает сравнивать журналы, записываемые разными средствами.

--random-seed=затравка

Установить затравку для генератора случайных чисел. Инициализирует генератор случайных чисел, который затем выдаёт последовательность начальных состояний отдельных генераторов для каждого потока. затравка может принимать следующие значения: time (по умолчанию, затравка базируется на текущем времени), rand (задействовать надёжный генератор случайных чисел или выдать ошибку, если он отсутствует) или беззнаковое десятичное число. Генератор случайных чисел может вызываться явно из скрипта pgbench (функциями random...) или неявно (например, для планирования выполнения транзакций с ключом --rate). В случае установки значения явным образом оно выводится в терминале. Любое значение, допустимое в качестве затравки, можно также задать в переменной окружения PGBENCH_RANDOM_SEED. Чтобы заданная затравка применялась во всех возможных случаях использования, задайте этот параметр первым или установите переменную окружения.

Явное указание определённой затравки позволяет точно воспроизвести выполнение pgbench в части использования случайных чисел. Так как случайное состояние поддерживается внутри потока, это означает, что выполнение pgbench при одинаковых запусках повторится в точности, если один поток используется одним клиентом и отсутствуют внешние зависимости или зависимости от данных. Со статистической точки зрения точное воспроизведение выполнения нежелательно, так как это может скрыть вариативность производительности или показать завышенную скорость, например из-за попадания в одни и те же страницы данных. Однако это может быть очень полезно для отладки, например, для повторения редкого сценария, приводящего к ошибке. Используйте данную возможность обдуманно.

--sampling-rate=скорость передачи

Частота выборки для записи данных в протокол, изменяя которую можно уменьшить объём протокола. При указании этого параметра в протокол выводится информация только о заданном проценте транзакций. Со значением 1.0 в нём будут отмечаться все транзакции, а с 0.05 только 5%.

Обрабатывая протокол, не забудьте учесть частоту выборки. Например, вычисляя скорость (TPS), вам нужно будет соответственно умножить содержащиеся в нём числа (например, с частотой выборки 0.01 вы получите только 1/100 фактической скорости).

--show-script=имя_скрипта

Вывести код встроенного скрипта имя_скрипта в stderr и сразу завершиться.

Общие параметры

Программа pgbench также принимает общие аргументы командой строки, определяющие параметры подключения:

-h компьютер
--host=компьютер

Адрес сервера баз данных

-p порт
--port=порт

Номер порта сервера баз данных

-U имя_пользователя
--username=имя_пользователя

Имя пользователя для подключения

-V
--version

Вывести версию pgbench и завершиться.

-?
--help

Вывести справку об аргументах командной строки pgbench и завершиться.

Код завершения

В случае успешного выполнения возвращается код 0. Код завершения 1 указывает на статичные проблемы, например, ошибки в параметрах командной строки. При возникновении ошибок во время выполнения, например при обращении к базе данных или выполнении скрипта, выдаётся код завершения 2. В последнем случае pgbench выведет частичные результаты.

Переменные окружения

PGDATABASE
PGHOST
PGPORT
PGUSER

Параметры подключения по умолчанию.

Эта утилита, как и большинство других утилит Postgres Pro, использует переменные среды, поддерживаемые libpq (см. Раздел 32.15).

Переменная окружения PG_COLOR выбирает вариант использования цвета в диагностических сообщениях. Возможные значения: always (всегда), auto (автоматически) и never (никогда).

Примечания

Каково содержание «транзакции», которую выполняет pgbench?

Программа pgbench выполняет тестовые скрипты, выбирая их случайным образом из заданного списка. Это могут быть как встроенные скрипты, задаваемые аргументами -b, так и пользовательские, задаваемые аргументами -f. Для каждого скрипта можно задать относительный вес после @, чтобы скорректировать вероятность его выбора. По умолчанию вес считается равным 1. Скрипты с весом 0 игнорируются.

Стандартный встроенный скрипт (также вызываемый с ключом -b tpcb-like) выдаёт семь команд в транзакции со случайно выбранными aid, tid, bid и delta. Его сценарий написан по мотивам теста производительности TPC-B, но это не собственно TPC-B, потому он называется так.

  1. BEGIN;

  2. UPDATE pgbench_accounts SET abalance = abalance + :delta WHERE aid = :aid;

  3. SELECT abalance FROM pgbench_accounts WHERE aid = :aid;

  4. UPDATE pgbench_tellers SET tbalance = tbalance + :delta WHERE tid = :tid;

  5. UPDATE pgbench_branches SET bbalance = bbalance + :delta WHERE bid = :bid;

  6. INSERT INTO pgbench_history (tid, bid, aid, delta, mtime) VALUES (:tid, :bid, :aid, :delta, CURRENT_TIMESTAMP);

  7. END;

При выборе встроенного скрипта simple-update (или указании -N) шаги 4 и 5 исключаются из транзакции. Это позволяет избежать конкуренции при обращении к этим таблицам, но тест становится ещё менее похожим на TPC-B.

При выборе встроенного теста select-only (или указании -S) выполняется только SELECT.

Пользовательские скрипты

Программа pgbench поддерживает запуск пользовательских сценариев оценки производительности, позволяя заменять стандартный скрипт транзакции (описанный выше) скриптом, считываемым из файла (с параметром -f). В этом случае «транзакцией» считается одно выполнение данного скрипта.

Файл скрипта содержит одну или несколько команд SQL, разделённых точкой с запятой. Пустые строки и строки, начинающиеся с --, игнорируются. В файлах скриптов также могут содержаться «метакоманды», которые обрабатывает сама программа pgbench, как описано ниже.

Примечание

До версии Postgres Pro 9.6, SQL-команды в файлах скриптов завершались символами перевода строки, и поэтому они не могли занимать несколько строк. Теперь для разделения последовательных команд SQL требуется добавлять точку с запятой (хотя без неё можно обойтись в конце SQL-команды, за которой идёт метакоманда). Если вам нужно создать файл скрипта, работающий и со старыми версиями pgbench, записывайте каждую команду SQL в отдельной строке и завершайте её точкой с запятой.

Для файлов скриптов реализован простой механизм подстановки переменных. Имя переменных должно состоять из букв (буквы могут быть не латинскими), подчёркиваний и цифр (но цифра не может быть первым символом). Переменные можно задать в командной строке параметрами -D, описанными выше, или метакомандами, рассматриваемыми ниже. Помимо переменных, которые можно установить параметрами командной строки -D, есть несколько автоматически устанавливаемых переменных; они перечислены в Таблице 285. Если значение этих переменных задаётся в параметре -D, оно переопределяет автоматическое значение. Когда значение переменной определено, его можно вставить в команду SQL, написав :имя_переменной. Каждый клиентский сеанс, если их несколько, получает собственный набор переменных. В одном операторе pgbench поддерживает до 255 ссылок на переменные.

Таблица 285. Автоматические переменные pgbench

ПеременнаяОписание
client_idуникальное число, идентифицирующее клиентский сеанс (начиная с нуля)
default_seedзатравка, по умолчанию используемая в функциях, вычисляющих хеш и псевдослучайные перестановки
random_seedзатравка генератора случайных чисел (в отсутствие переопределения с ключом -D)
scale(8.41)текущий коэффициент масштаба

Метакоманды в скрипте начинаются с обратной косой черты (\) и обычно продолжаются до конца строки, хотя их можно переносить на следующую строку последовательностью символов: обратная косая, возврат каретки. Аргументы метакоманд разделяются пробелами. Поддерживаемые метакоманды представлены ниже:

\gset [префикс] \aset [префикс]

Эти команды могут применяться для завершения SQL-запросов вместо завершающей точки с запятой (;).

Когда используется команда \gset, ожидается, что предыдущий SQL-запрос возвратит одну строку; значения столбцов будут сохранены в переменные с именами столбцов, а если указан префикс, он будет добавлен в эти имена.

Когда используется команда \aset, значения столбцов всех совмещённых SQL-запросов (разделённых \;) будут сохранены в переменные, названные по именам столбцов с добавлением префикса, если он задан. Если запрос не возвращает в результате строки, присваивание не выполняется и в этом можно убедиться, проверив, существует ли переменная. Если запрос возвращает несколько строк, в переменных сохраняется последнее значение.

Команды \gset и \aset нельзя использовать в конвейерном режиме, так как ко времени, когда результаты запросов могут понадобиться команде, они ещё не будут готовы.

В следующем примере итоговый баланс счёта из первого запроса попадает в переменную abalance, а целочисленные значения из третьего запроса попадают в переменные p_two и p_three. Результат второго запроса отбрасывается. Результаты двух последних запросов объединяются и сохраняются в переменных four и five. 

UPDATE pgbench_accounts
  SET abalance = abalance + :delta
  WHERE aid = :aid
  RETURNING abalance \gset
-- объединяет два запроса
SELECT 1 \;
SELECT 2 AS two, 3 AS three \gset p_
SELECT 4 AS four \; SELECT 5 AS five \aset
\if выражение
\elif выражение
\else
\endif

Эта группа команд реализует вкладываемые условные блоки, подобные \if выражение в psql. В качестве условных задаются те же выражения, что и в \set, при этом истинным считается любое ненулевое значение.

\set имя_переменной выражение

Устанавливает для переменной имя_переменной значение, вычисленное из выражения. Выражение может содержать константу NULL, логические константы TRUE и FALSE, целочисленные константы (например, 5432), константы с плавающей точкой (например, 3.14159), ссылки на переменные :имя_переменной, операторы с обычными для SQL приоритетами и ассоциативностью, вызовы функций, общие условные SQL-выражения CASE, а также скобки.

Функции и большинство операторов возвращают NULL для аргументов NULL.

При проверке условия отличные от нуля числовые значения воспринимаются как TRUE, а числовые нулевые значения и NULL — как FALSE.

При переполнениях, вызванных слишком большими числами с плавающей точкой или целыми, а также целочисленными операциями (+, -, * и /), выдаются ошибки.

Если в конструкции CASE отсутствует заключительное ELSE, значением по умолчанию считается NULL.

Примеры: 

\set ntellers 10 * :scale
\set aid (1021 * random(1, 100000 * :scale)) % \
           (100000 * :scale) + 1
\set divx CASE WHEN :x <> 0 THEN :y/:x ELSE NULL END
\sleep номер [ us | ms | s ]

Приостанавливает выполнение скрипта на заданное число микросекунд (us), миллисекунд (ms) или секунд (s). Когда единицы не указываются, подразумеваются секунды. Здесь число может быть целочисленной константой или ссылкой :имя_переменной на переменную с целочисленным значением.

Пример: 

\sleep 10 ms
\setshell имя_переменной команда [ аргумент ... ]

Присваивает переменной имя_переменной результат команды оболочки команда с указанными аргументами. Эта команда должна просто выдать целочисленное значение в стандартный вывод.

Здесь команда и каждый аргумент может быть либо текстовой константой, либо ссылкой на переменную :имя_переменной. Если вы хотите записать аргумент, начинающийся с двоеточия, добавьте перед аргументом дополнительное двоеточие.

Пример: 

\setshell назначаемая_переменная команда строковый_аргумент :переменная ::строка_начинающаяся_двоеточием
\shell команда [ аргумент ... ]

Действует так же, как и \setshell, но не учитывает результат команды.

Пример: 

\shell команда строковый_аргумент :переменная ::строка_начинающаяся_двоеточием
\startpipeline
\endpipeline

Эти команды отделяют начало и конец конвейера SQL-команд. В конвейерном режиме команды передаются серверу, не дожидаясь результатов предыдущих команд. За подробностями обратитесь к Разделу 32.5. Для конвейерного режима должен использоваться расширенный протокол запросов.

Встроенные операторы

Перечисленные в Таблице 286 арифметические, битовые и логические операторы, а также операторы сравнения встроены в pgbench и могут применяться в выражениях в \set. Эти операторы приведены в порядке возрастания их приоритета. Не считая явно отмеченных исключений, операторы с двумя числовыми аргументами будут выдавать результат в типе с плавающей точкой, если какой-либо аргумент имеет такой тип; в противном случае результат будет целочисленным.

Таблица 286. Операторы pgbench

Оператор

Описание

Примеры

boolean OR boolean → boolean

Логическое ИЛИ

5 or 0 → TRUE

boolean AND boolean → boolean

Логическое И

3 and 0 → FALSE

NOT boolean → boolean

Логическое НЕ

not false → TRUE

boolean IS [NOT] (NULL|TRUE|FALSE) → boolean

Логические проверки значений

1 is null → FALSE

значение ISNULL|NOTNULL → boolean

Проверки на NULL

1 notnull → TRUE

номер = номер → boolean

Равно

5 = 4 → FALSE

номер <> номер → boolean

Не равно

5 <> 4 → TRUE

номер != номер → boolean

Не равно

5 != 5 → FALSE

номер < номер → boolean

Меньше

5 < 4 → FALSE

номер <= номер → boolean

Меньше или равно

5 <= 4 → FALSE

номер > номер → boolean

Больше

5 > 4 → TRUE

номер >= номер → boolean

Больше или равно

5 >= 4 → TRUE

integer | integer → integer

Битовое ИЛИ

1 | 2 → 3

integer # integer → integer

Битовое исключающее ИЛИ

1 # 3 → 2

integer & integer → integer

Битовое И

1 & 3 → 1

~ integer → integer

Битовое НЕ

~ 1 → -2

integer << integer → integer

Битовый сдвиг влево

1 << 2 → 4

integer >> integer → integer

Битовый сдвиг вправо

8 >> 2 → 2

номер + номер → номер

Сложение

5 + 4 → 9

номер - номер → номер

Вычитание

3 - 2.0 → 1.0

номер * номер → номер

Умножение

5 * 4 → 20

номер / номер → номер

Деление (если оба аргумента целочисленные, результат округляется в сторону нуля)

5 / 3 → 1

integer % integer → integer

Остаток от деления

3 % 2 → 1

- номер → номер

Смена знака

- 2.0 → -2.0


Встроенные функции

Функции, перечисленные в Таблице 287, встроены в pgbench и могут применяться в выражениях в метакоманде \set.

Таблица 287. Функции pgbench

Функция

Описание

Примеры

abs ( число ) → тип аргумента

Модуль числа (абсолютное значение)

abs(-17) → 17

debug ( число ) → тип аргумента

Выводит аргумент в stderr и выдаёт его.

debug(5432.1) → 5432.1

double ( число ) → double

Приводит аргумент к типу с плавающей точкой.

double(5432) → 5432.0

exp ( число ) → double

Экспонента (e возводится в заданную степень)

exp(1.0) → 2.718281828459045

greatest ( число [, ...] ) → double при наличии аргумента(ов) double, иначе — integer

Выбирает наибольшее значение среди аргументов.

greatest(5, 4, 3, 2) → 5

hash ( значение [, затравка] ) → integer

Псевдоним hash_murmur2.

hash(10, 5432) → -5817877081768721676

hash_fnv1a ( значение [, затравка] ) → integer

Вычисляет хеш по алгоритму FNV-1a.

hash_fnv1a(10, 5432) → -7793829335365542153

hash_murmur2 ( значение [, затравка] ) → integer

Вычисляет хеш по алгоритму MurmurHash2.

hash_murmur2(10, 5432) → -5817877081768721676

int ( число ) → integer

Приводит аргумент к целочисленному типу.

int(5.4 + 3.8) → 9

least ( число [, ...] ) → double при наличии аргумента(ов) double, иначе — integer

Выбирает наименьшее значение среди аргументов.

least(5, 4, 3, 2.1) → 2.1

ln ( число ) → double

Натуральный логарифм

ln(2.718281828459045) → 1.0

mod ( целое, целое ) → integer

Остаток от деления

mod(54, 32) → 22

permute ( i, size [, seed ] ) → integer

Переставленное значение i в диапазоне [0, size), то есть позиция i (по модулю size) в псевдослучайной перестановке целых чисел 0...size-1, полученной с затравкой seed, см. ниже.

permute(0, 4) → целое между 0 и 3

pi () → double

Приближённое значение π

pi() → 3.1415926535​8979323846

pow ( x, y ) → double

power ( x, y ) → double

Возводит x в степень y

pow(2.0, 10) → 1024.0

random ( lb, ub ) → integer

Выдаёт случайное целое число с равномерным распределением в интервале [lb, ub].

random(1, 10) → целое между 1 и 10

random_exponential ( lb, ub, parameter ) → integer

Выдаёт случайное целое число с экспоненциальным распределением в интервале [lb, ub], см. ниже.

random_exponential(1, 10, 3.0) → целое между 1 и 10

random_gaussian ( lb, ub, parameter ) → integer

Выдаёт целое число с распределением Гаусса в интервале [lb, ub], см. ниже.

random_gaussian(1, 10, 2.5) → целое между 1 и 10

random_zipfian ( lb, ub, parameter ) → integer

Выдаёт целое число с распределением Ципфа в интервале [lb, ub], см. ниже.

random_zipfian(1, 10, 1.5) → целое между 1 и 10

sqrt ( число ) → double

Квадратный корень

sqrt(2.0) → 1.414213562


Функция random выдаёт значения с равномерным распределением, то есть вероятности получения всех чисел в интервале равны. Функции random_exponential, random_gaussian и random_zipfian требуют указания дополнительного параметра типа double, определяющего точную форму распределения.

  • Для экспоненциального распределения parameter управляет распределением, обрезая быстро спадающее экспоненциальное распределение в точке parameter, а затем это распределение проецируется на целые числа между границами. Точнее говоря, с


    f(x) = exp(-parameter * (x - min) / (max - min + 1)) / (1 - exp(-parameter))

    значение i между min и max выдаётся с вероятностью: f(i) - f(i + 1).

    Интуиция подсказывает, что чем больше parameter, тем чаще будут выдаваться значения, близкие к min, и тем реже значения, близкие к max. Чем parameter ближе к 0, тем более плоским (более равномерным) будет распределение. В грубом приближении при таком распределении наиболее частый 1% значений в диапазоне рядом с min выдаётся parameter% времени. Значение parameter должно быть строго положительным.

  • Для распределения Гаусса по интервалу строится обычное нормальное распределение (классическая кривая Гаусса в форме колокола) и этот интервал обрезается в точке -parameter слева и +parameter справа. Вероятнее всего при таком распределении выдаются значения из середины интервала. Точнее говоря, если PHI(x) — функция распределения нормальной случайной величины со средним значением mu, равным (max + min) / 2.0, и


    f(x) = PHI(2.0 * parameter * (x - mu) / (max - min + 1)) /
           (2.0 * PHI(parameter) - 1)

    тогда значение i между min и max включительно выдаётся с вероятностью: f(i + 0.5) - f(i - 0.5). Интуиция подсказывает, что чем больше parameter, тем чаще будут выдаваться значения в середине интервала, и тем реже значения у границ min и max. Около 67% значений будут выдаваться из среднего интервала 1.0 / parameter, то есть плюс/минус 0.5 / parameter от среднего значения, и 95% из среднего интервала 2.0 / parameter, то есть плюс/минус 1.0 / parameter от среднего значения; например, если parameter равен 4.0, 67% значений выдаются из средней четверти (1.0 / 4.0) интервала (то есть от 3.0 / 8.0 до 5.0 / 8.0) и 95% из средней половины (2.0 / 4.0) интервала (из второй и третьей четвертей). Значение parameter не может быть меньше 2.0.

  • Функция random_zipfian генерирует ограниченное распределение по закону Ципфа. parameter определяет, насколько неравномерно распределение. Чем больше parameter, тем чаще выдаются значения, близкие к началу интервала. Это распределение таково, что при диапазоне, начинающемся с 1, отношение вероятности получить k к вероятности получения k+1 равняется ((k+1)/k)**parameter. Например, random_zipfian(1, ..., 2.5) будет выдавать число 1 примерно в (2/1)**2.5 = 5.66 раза чаще, чем число 2, а оно, в свою очередь, будет выдаваться примерно в (3/2)**2.5 = 2.76 раза чаще, чем 3, и так далее.

    Это распределение реализовано в pgbench по материалу книги «Non-Uniform Random Variate Generation» («Генерация неравномерно распределённых случайных чисел» Люк Деврой, стр. 550-551, Springer 1986. Вследствие ограничений алгоритма parameter может принимать значения только в интервале [1.001, 1000].

Примечание

Разрабатывая тест производительности, выбирающий строки неравномерно, учтите, что выбираемые строки могут коррелировать с другими данными, например, идентификаторами, выдаваемыми последовательностями, или физическим расположением строк, а это может искажать оценки производительности.

Чтобы избежать этого, можно использовать функцию permute для перемешивания выбранных строк и устранения таких корреляций, либо выполнить другие дополнительные операции, дающие подобный эффект.

Функции хеширования hash, hash_murmur2 и hash_fnv1a принимают на вход хешируемое значение и необязательный параметр с затравкой. Если значение затравки не задаётся, используется значение переменной :default_seed, которая инициализируется случайным числом (если не задаётся явно ключом командной строки -D).

Функция permute принимает входное значение, размер и необязательный параметр с затравкой. Она получает псевдослучайную перестановку целых чисел в диапазоне [0, размер) и возвращает индекс входного значения в этой перестановке. Выбираемая перестановка зависит от затравки; по умолчанию затравкой будет значение :default_seed. В отличие от функций вычисления хеша, функция permute гарантирует отсутствие пропусков и наложений в выходных значениях. Входные значения, лежащие за границами интервала, пересчитываются по модулю размера. Если значение размера не положительное, эта функция выдаёт ошибку. Функцию permute можно использовать для выравнивания результатов функций, выдающих неравномерно распределённые случайные числа, таких как random_zipfian или random_exponential, чтобы чаще выдаваемые значения не создавали корреляции. Например, следующий скрипт pgbench эмулирует возможную реальную нагрузку, типичную для социальных медиа- и блог-платформ, где несколько пользователей генерируют львиную долю нагрузки: 

\set size 1000000
\set r random_zipfian(1, :size, 1.07)
\set k 1 + permute(:r, :size)

В некоторых случаях требуются другие разнообразные распределения, не коррелирующие друг с другом, и тогда может быть полезно дополнительно указать затравку: 

\set k1 1 + permute(:r, :size, :default_seed + 123)
\set k2 1 + permute(:r, :size, :default_seed + 321)

Примерно такого же эффекта можно добиться, используя функцию hash: 

\set size 1000000
\set r random_zipfian(1, 100 * :size, 1.07)
\set k 1 + abs(hash(:r)) % :size

Но так как hash может порождать коллизии, некоторые значения окажутся пропущенными, а другие будут встречаться чаще других, при том что в исходном распределении этого не наблюдалось.

В качестве примера взгляните на встроенное определение транзакции типа TPC-B: 

\set aid random(1, 100000 * :scale)
\set bid random(1, 1 * :scale)
\set tid random(1, 10 * :scale)
\set delta random(-5000, 5000)
BEGIN;
UPDATE pgbench_accounts SET abalance = abalance + :delta WHERE aid = :aid;
SELECT abalance FROM pgbench_accounts WHERE aid = :aid;
UPDATE pgbench_tellers SET tbalance = tbalance + :delta WHERE tid = :tid;
UPDATE pgbench_branches SET bbalance = bbalance + :delta WHERE bid = :bid;
INSERT INTO pgbench_history (tid, bid, aid, delta, mtime) VALUES (:tid, :bid, :aid, :delta, CURRENT_TIMESTAMP);
END;

С таким скриптом транзакция на каждой итерации будет обращаться к разным, случайно выбираемым строкам. (Этот пример показывает, почему важно, чтобы в каждом клиентском сеансе были собственные переменные — в противном случае они не будут независимо обращаться к разным строкам.)

Протоколирование транзакций

С параметром -l (но без --aggregate-interval), pgbench записывает информацию о каждой транзакции в протокол. Этот файл протокола будет называться префикс.nnn, где префикс по умолчанию — pgbench_log, а nnn — PID процесса pgbench. Префикс можно сменить, воспользовавшись ключом --log-prefix. Если параметр -j равен 2 или выше, будет создано несколько рабочих потоков, и каждый будет записывать отдельный протокол. Первый рабочий процесс будет использовать файл с тем же именем, что и в стандартном случае с одним потоком, а файлы остальных потоков будут называться префикс.nnn.mmm, где mmm — порядковый номер рабочего процесса, начиная с 1.

Протокол имеет следующий формат: 

код_клиента число_транзакций длительность номер_скрипта время_эпохи время_мкс [ отставание_от_графика ]

Здесь код_клиента показывает, в сеансе какого клиента запускалась транзакция, число_транзакций отражает, сколько транзакций выполнялось в этом сеансе, длительность — общее время транзакций (в микросекундах), номер_скрипта показывает, какой файл скрипта использовался (это полезно при указании нескольких скриптов ключами -f и -b), а время_эпохи/время_мкс — отметка времени в формате Unix и смещение в микросекундах (из этих чисел можно получить время стандарта ISO 8601 с дробными секундами), показывающие, когда транзакция была завершена. Поле отставание_от_графика представляет разницу между запланированным временем запуска транзакции и фактическим временем запуска (в микросекундах). Оно выводится, только когда применяется параметр --rate. Когда одновременно применяются параметры --rate и --latency-limit, в поле длительность для пропущенных транзакций будет выводиться skipped.

Фрагмент протокола, полученного при выполнении с одним клиентом: 

0 199 2241 0 1175850568 995598
0 200 2465 0 1175850568 998079
0 201 2513 0 1175850569 608
0 202 2038 0 1175850569 2663

Ещё один пример с --rate=100 и --latency-limit=5 (обратите внимание на дополнительный столбец отставание_от_графика): 

0 81 4621 0 1412881037 912698 3005
0 82 6173 0 1412881037 914578 4304
0 83 skipped 0 1412881037 914578 5217
0 83 skipped 0 1412881037 914578 5099
0 83 4722 0 1412881037 916203 3108
0 84 4142 0 1412881037 918023 2333
0 85 2465 0 1412881037 919759 740

В этом примере транзакция 82 опоздала, так как её длительность (6.173 мс) превысила ограничение в 5 мс. Следующие две транзакции были пропущены, так как было слишком поздно их начинать.

Когда проводится длительное тестирование с большим количеством транзакций, файлы протоколов могут быть очень объёмными. Чтобы в них записывалась только случайная выборка транзакций, можно запустить команду с параметром --sampling-rate.

Протоколирование с агрегированием

С параметром --aggregate-interval протоколы имеют несколько иной формат: 

начало_интервала число_транзакций​ сумма_длительности сумма_длительности_2 мин_длительность макс_длительность​ [сумма_задержки сумма_задержки_2 мин_задержка макс_задержка [ пропущено_транзакций ] ]

Здесь начало_интервала — начальное время интервала (в формате времени UNIX), число_транзакций — количество транзакций в данном интервале, сумма_длительности — суммарная длительность транзакций, сумма_длительности_2 — сумма квадратов длительностей транзакций в интервале, мин_длительность — минимальная длительность в интервале, а макс_задержка — максимальная. Следующие поля, сумма_задержки, сумма_задержки_2, мин_задержка и макс_задержка, присутствуют, только если применяется параметр --rate. Они отражают время, на которое задержалась каждая транзакция, ожидая завершения предыдущей, то есть разницу между временем фактического запуска и запланированным временем. Самое последнее поле, пропущено_транзакций, тоже присутствует, только если применяется ключ --latency-limit. В нём выводится число транзакций, пропущенных из-за того, что их запуск задержался слишком надолго. Каждая транзакция учитывается в том интервале, в котором она была зафиксирована.

Пример вывода: 

1345828501 5601 1542744 483552416 61 2573
1345828503 7884 1979812 565806736 60 1479
1345828505 7208 1979422 567277552 59 1391
1345828507 7685 1980268 569784714 60 1398
1345828509 7073 1979779 573489941 236 1411

Заметьте, что простой протокол (без агрегирования) показывает, какой скрипт использовался для каждой транзакции, в отличие от протокола с агрегированием. Таким образом, если вам нужны подобные сведения, но в разрезе скриптов, вам придётся агрегировать данные самостоятельно.

Время ожидания по операторам

С параметром -r программа pgbench учитывает время выполнения каждого оператора каждым клиентом. Затем по завершении тестирования она выводит среднее по всем значениям как время ожидания каждого оператора.

Со стандартным скриптом вывод будет примерно таким: 

starting vacuum...end.
transaction type: <builtin: TPC-B (sort of)>
scaling factor: 1
query mode: simple
number of clients: 10
number of threads: 1
number of transactions per client: 1000
number of transactions actually processed: 10000/10000
latency average = 10.870 ms
latency stddev = 7.341 ms
initial connection time = 30.954 ms
tps = 907.949122 (without initial connection time)
statement latencies in milliseconds:
    0.001  \set aid random(1, 100000 * :scale)
    0.001  \set bid random(1, 1 * :scale)
    0.001  \set tid random(1, 10 * :scale)
    0.000  \set delta random(-5000, 5000)
    0.046  BEGIN;
    0.151  UPDATE pgbench_accounts SET abalance = abalance + :delta WHERE aid = :aid;
    0.107  SELECT abalance FROM pgbench_accounts WHERE aid = :aid;
    4.241  UPDATE pgbench_tellers SET tbalance = tbalance + :delta WHERE tid = :tid;
    5.245  UPDATE pgbench_branches SET bbalance = bbalance + :delta WHERE bid = :bid;
    0.102  INSERT INTO pgbench_history (tid, bid, aid, delta, mtime) VALUES (:tid, :bid, :aid, :delta, CURRENT_TIMESTAMP);
    0.974  END;

Если задействуется несколько файлов скриптов, средние значения выводятся отдельно для каждого файла.

Учтите, что сбор дополнительных временных показателей влечёт некоторые издержки и приводит к снижению средней скорости и, как результат, падению TPS. На сколько именно снизится скорость, во многом зависит от платформы и оборудования. Хороший способ оценить, каковы эти издержки — сравнить средние значения TPS, получаемые с подсчётом времени операторов и без такого подсчёта.

Полезные советы

Используя pgbench, можно без особого труда получить абсолютно бессмысленные числа. Последуйте приведённым советам, чтобы получить полезные результаты.

Во-первых, никогда не доверяйте тестам, которые выполняются всего несколько секунд. Воспользуйтесь параметром -t и -T и установите время выполнения не меньше нескольких минут, чтобы избавиться от шума в средних значениях. В некоторых случаях для получения воспроизводимых результатов тестирование должно продолжаться несколько часов. Чтобы понять, были ли получены воспроизводимые значения, имеет смысл запустить тестирование несколько раз.

Для стандартного сценария по типу TPC-B начальный коэффициент масштаба (-s) должен быть не меньше числа клиентов, с каким вы намерены проводить тестирование (-c); в противном случае вы, по большому счёту, будете замерять время конкурентных изменений. Таблица pgbench_branches содержит всего -s строк, а каждая транзакция хочет изменить одну из них, так что если значение -c превышает -s, это несомненно приведёт к тому, что многие транзакции будут блокироваться другими.

Стандартный сценарий тестирования также довольно сильно зависит от того, сколько времени прошло с момента инициализации таблиц: накопление неактуальных строк и «мёртвого» пространства в таблицах влияет на результаты. Чтобы правильно оценить результаты, необходимо учитывать, сколько всего изменений было произведено и когда выполнялась очистка. Если же включена автоочистка, это может быть чревато непредсказуемыми изменениями оценок производительности.

Полезность результатов pgbench также может ограничиваться тем, что тестирование с большим числом клиентских сеансов само по себе нагружает систему. Этого можно избежать, запуская pgbench на другом компьютере, не на сервере баз данных, хотя при этом большое значение имеет скорость сети. Иногда, оценивая производительность одного сервера, полезно запускать даже несколько экземпляров pgbench параллельно, на отдельных клиентских компьютерах.

Безопасность

Если к базе данных, которая не приведена в соответствие шаблону безопасного использования схем, имеют доступ недоверенные пользователи, не запускайте pgbench в этой базе. Программа pgbench использует неполные имена и не настраивает для себя путь поиска.

Пред. Наверх След.
pg_basebackup Начало pg_config