使用YCSB测试mongodb
项目里面需要对mongodb的性能进行测试，看了下网上很多做法都是使用YCSB进行测试，因此开始学习使用YCSB。
参考资料：
- YCSB github地址：https://github.com/brianfrankcooper/YCSB
- wiki: https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/wiki
- 安装参考：https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/tree/master/mongodb
- 之前的一些测试经验：http://www.sdpnosql.net/index.php/archives/3/ http://www.sdpnosql.net/index.php/archives/13/
1 安装
基于参考文档（https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/tree/master/mongodb ）安装java，mvn，ycsb
基本上安装了python（2.7.5版本以上），java（需要是jdk，而不是jre），mvn和ycsb之后就可以了
1.1 YCSB目录结构
安装好YCSB之后，查看YCSB目录如下：
drwxr-xr-x. 3 root root 30 Oct 10 18:20 accumulo drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 aerospike drwxr-xr-x. 2 root root 17 Oct 13 05:03 bin drwxr-xr-x. 3 root root 56 Oct 10 18:20 binding-parent -rw-r--r--. 1 root root 877 Oct 10 18:20 BUILD drwxr-xr-x. 3 root root 30 Oct 10 18:20 cassandra -rw-r--r--. 1 root root 7216 Oct 10 18:20 checkstyle.xml drwxr-xr-x. 4 root root 60 Oct 13 03:18 core drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 couchbase drwxr-xr-x. 3 root root 30 Oct 10 18:20 distribution drwxr-xr-x. 4 root root 4096 Oct 10 18:20 doc drwxr-xr-x. 4 root root 54 Oct 10 18:20 dynamodb drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 elasticsearch drwxr-xr-x. 3 root root 30 Oct 10 18:20 gemfire drwxr-xr-x. 2 root root 36 Oct 10 18:20 hbase094 drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 hbase098 drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 hbase10 drwxr-xr-x. 3 root root 43 Oct 10 18:20 hypertable drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 infinispan drwxr-xr-x. 3 root root 30 Oct 10 18:20 jdbc -rw-r--r--. 1 root root 8082 Oct 10 18:20 LICENSE.txt drwxr-xr-x. 3 root root 43 Oct 10 18:20 mapkeeper drwxr-xr-x. 4 root root 59 Oct 13 03:19 mongodb drwxr-xr-x. 3 root root 43 Oct 10 18:20 nosqldb -rw-r--r--. 1 root root 479 Oct 10 18:20 NOTICE.txt drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 orientdb -rw-r--r--. 1 root root 5263 Oct 10 18:20 pom.xml -rw-r--r--. 1 root root 2033 Oct 10 18:20 README.md drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 redis drwxr-xr-x. 3 root root 46 Oct 10 18:20 tarantool drwxr-xr-x. 3 root root 30 Oct 10 18:20 voldemort drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Oct 13 01:09 workloads
这里面有几个目录需要注意下：
bin：
- 目录下有个可执行的ycsb文件，是个python脚本，是用户操作的命令行接口。ycsb主逻辑是：解析命令行、设置java环境，加载java-libs，封装成可以执行的java命令，并执行
workloads：
- 目录下有各种workload的模板，可以基于workload模板进行个性化修改
core：
- 包含ycsb里各种核心实现，比如DB的虚拟类DB.java，各个db子类都要继承该类；还有比如workload抽象类，如果我们要自定义workload实现也需要继承该类
各种DB的目录：
- 比如mongo，redis等，里面包含了对应测试的源码等。
- 当ycsb mvn编译后，会在对应的目录下生成target文件，ycsb会加载对应target文件中的class类2 使用
ycsb在执行的时候，分为两阶段：load阶段 和 transaction阶段
2.1 load阶段
该阶段主要用于构造测试数据，ycsb会基于参数设定，往db里面构造测试需要的数据，如：
./bin/ycsb load mongodb-async -s -P workloads/workloada > outputLoad.txt
mongodb-async
在ycsb中，对于不同的db都有一些选项，比如mongo就有mongodb 和 mongodb-async。
默认的mongodb表示同步，即load和run使用同步的方式，ycsb会调用mongodb/src底下对应的MongodbClient实现对应的insert/update等操作。如果设置了mongodb-async，ycsb会调用mongodb/src底下对应的AsyncMongoDbClient.java实现
参数设置：
Options:
-P file Specify workload file // workload文件
-cp path Additional Java classpath entries
-jvm-args args Additional arguments to the JVM
-p key=value Override workload property // 一些设置
-s Print status to stderr // 把状态达到stderr中
-target n Target ops/sec (default: unthrottled) // 每秒总共操作的次数
-threads n Number of client threads (default: 1) // 客户端线程数
参数解读：
-P workload文件
在ycsb的目录下有多种workload，参考：https://github.com/brianfrankcooper/YCSB/wiki/Core-Workloads，我们以workloada举例子
基础配置：
recordcount=1000 # 总共的操作条数 operationcount=1000 # 总共操作的次数 workload=com.yahoo.ycsb.workloads.CoreWorkload= readallfields=true # 在读取的时候，是否需要读取所有字段 readproportion=0.5 # 读取比例 updateproportion=0.5 # update比例 scanproportion=0 insertproportion=0 requestdistribution=zipfian
workloada的负载比较中，read和update类比例为1:1，里面一些设置参数如上，如果我们再设置mongo的时候，还需要再workload中增加对应的mongo配置，如下：
mongodb.url=mongodb://192.168.137.10:34001/ycsb? # mongodb对应的uri等 mongodb.database=ycsb # 对应的db mongodb.writeConcern=normal # 写级别
-p选项
-p用于设置一些对应的参数，如果workload中的参数，也可以以-p的方式放在命令行中设置
-s
-s是表示，在运行中，把一些状态打印到stderr中，一般status信息，用于表示在运行中的一些中间状态（比如当前处理了多少请求，还有多少请求等）
-target n
表示1s中总共的操作次数（各个线程加起来的），如果性能不满足，比如最高性能只有100，你设置了1000，那么ycsb会尽量往这个数目去靠近。默认是不做限制
-thread 线程数
设置ycsb client的并发测试线程数，默认是1，单线程，所以再测试的时候，一定要设置这个选项
2.2 transcation阶段
在2.1load数据结束之后，ycsb就可以进行测试了，也就是transaction阶段。在transaction阶段，会基于workload中的比例设置，和线程参数设置进行db的压测。具体参数如上
3 一些自定义操作
由于这次在使用ycsb测试mongodb中主要是为了测试mongodb3.0的性能，同时需要和2.6.9进行对比。而3.0性能写性能大幅度提升是因为锁力度从db锁升级到collection锁。而默认的insert、update操作都是对于同一个collection操作（usertable），没法体现这个优势。
因此我们需要修改对应的insert、update和read接口实现一次性写多个db。修改如下：
修改mongodb底下的MongoDbClient和AsyncMongoDbClient中关于insert、update、read函数实现
如下：
原来的实现：public final int update(final String table, final String key,
final HashMap<String, ByteIterator> values) {
try {
final MongoCollection collection = database.getCollection(table);
final DocumentBuilder query = BuilderFactory.start().add("_id", key);
final DocumentBuilder update = BuilderFactory.start();
final DocumentBuilder fieldsToSet = update.push("$set");
for (final Map.Entry<String, ByteIterator> entry : values.entrySet()) {
fieldsToSet.add(entry.getKey(), entry.getValue().toArray());
}
final long res =
collection.update(query, update, false, false, writeConcern);
return res == 1 ? 0 : 1;
} catch (final Exception e) {
System.err.println(e.toString());
return 1;
}
}
修改后：
public final int update(final String table, final String key, final HashMap<String, ByteIterator> values) {
// 对原来的update函数做修改，在每次update时都多做几次操作
int ret = updateOneTable(table, key, values);
if (ret != 0) {
return ret;
}
for (int i = 0; i < TABLE_NUM; ++i) {
String tableName = table + String.valueOf(i);
ret = updateOneTable(tableName, key, values);
if (ret != 0) {
return ret;
}
}
return 0;
}
public final int updateOneTable(final String table, final String key, final HashMap<String, ByteIterator> values) {
try {
final MongoCollection collection = database.getCollection(table);
final DocumentBuilder query = BuilderFactory.start().add("_id", key);
final DocumentBuilder update = BuilderFactory.start();
final DocumentBuilder fieldsToSet = update.push("$set");
for (final Map.Entry<String, ByteIterator> entry : values.entrySet()) {
fieldsToSet.add(entry.getKey(), entry.getValue().toArray());
}
final long res = collection.update(query, update, false, false, writeConcern);
return res == 1 ? 0 : 1;
} catch (final Exception e) {
System.err.println(e.toString()); return 1;
}
}
其中TABLE_NUM可以根据实际需求进行设置（实际中，我们设置了该值为4，表示一次写5个table）
