文章目录
- [1. 前言](#1. 前言)
- [2. Redis性能测试工具](#2. Redis性能测试工具)
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- [2.1 Redis-benchmark](#2.1 Redis-benchmark)
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- [2.1.1 何为Redis-benchmark](#2.1.1 何为Redis-benchmark)
- [2.1.2 Redis-benchmark的特点](#2.1.2 Redis-benchmark的特点)
- [2.1.3 如何使用Redis-benchmark](#2.1.3 如何使用Redis-benchmark)
- 可选的参数
- [2.2 Memtier_benchmark](#2.2 Memtier_benchmark)
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- [2.2.1 何为Memtier_benchmark](#2.2.1 何为Memtier_benchmark)
- [2.2.2 Memtier_benchmark的特点](#2.2.2 Memtier_benchmark的特点)
- [2.2.3 如何使用Memtier_benchmark](#2.2.3 如何使用Memtier_benchmark)
- [2.3 自定义脚本工具](#2.3 自定义脚本工具)
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- [2.3.1 自定义脚本工具的优势](#2.3.1 自定义脚本工具的优势)
- [2.3.2 自定义脚本工具的实现方式](#2.3.2 自定义脚本工具的实现方式)
- [2.3.3 实例展示自定义脚本的使用](#2.3.3 实例展示自定义脚本的使用)
- [6. 参考资料](#6. 参考资料)
1. 前言
在评估 Redis 的性能时，使用正确的工具至关重要，因为它们可以帮助我们模拟各种场景并获取关键性能指标。在本篇博文中，我们将重点介绍两种流行的 Redis 性能测试工具：redis-benchmark 和 memtier_benchmark。
redis-benchmark 是 Redis 官方提供的性能测试工具，它非常简单易用且直接集成在 Redis 发行版中。这个工具可以快速提供一个基准，帮助我们了解在默认设置下 Redis 实例的性能概况。通过定制其各种参数，我们可以模拟不同类型的负载并观察 Redis 如何在各种条件下表现。
memtier_benchmark 是另一个强大的开源测试工具，旨在用于评估 NoSQL 系统的性能，包括 Redis。它提供了更复杂的测试场景和细粒度的配置选项，使得测试结果更加详尽和精确。这个工具非常适合那些需要执行高级性能分析和优化的用户。
在这篇博文中，将通过实际的测试案例来展示如何使用这些工具，并解释如何根据测试结果做出相应的系统调整。
2. Redis性能测试工具
性能测试是评估一个系统性能的重要手段，对于Redis这样的内存数据存储和缓存系统来说，性能测试尤为关键。以下是一些常用的Redis性能测试工具及其详细介绍：
2.1 Redis-benchmark
Redis-benchmark是Redis官方提供的性能测试工具，它是一个简单的工具，可以通过执行一系列的基准测试（如：GET、SET操作等）来评估Redis服务器的性能。
2.1.1 何为Redis-benchmark
Redis-benchmark是一个命令行工具，它可以模拟多个客户端对Redis进行操作，并生成性能报告。
2.1.2 Redis-benchmark的特点
- 易用性：作为Redis的一部分，使用起来非常方便。
- 测试多种操作：支持多种Redis操作，包括字符串、哈希、列表、集合等数据结构的基本操作。
- 可配置：可以配置并发连接数、请求数、数据大小等参数，以满足不同的测试需求。
- 实时报告：测试进行时，可以实时查看QPS（每秒查询数）、延迟等关键指标。
2.1.3 如何使用Redis-benchmark
使用Redis-benchmark非常简单，可以通过命令行直接启动测试。例如：
redis-benchmark -h <redis-host> -p <redis-port> -c 100 -n 10000
这条命令表示用100个并发连接对Redis进行10000次请求的测试。
bash
$ redis-benchmark -n 10000 -q
PING_INLINE: 141043.72 requests per second
PING_BULK: 142857.14 requests per second
SET: 141442.72 requests per second
GET: 145348.83 requests per second
INCR: 137362.64 requests per second
LPUSH: 145348.83 requests per second
LPOP: 146198.83 requests per second
SADD: 146198.83 requests per second
SPOP: 149253.73 requests per second
LPUSH (needed to benchmark LRANGE): 148588.42 requests per second
LRANGE_100 (first 100 elements): 58411.21 requests per second
LRANGE_300 (first 300 elements): 21195.42 requests per second
LRANGE_500 (first 450 elements): 14539.11 requests per second
LRANGE_600 (first 600 elements): 10504.20 requests per second
MSET (10 keys): 93283.58 requests per second可选的参数
| 参数名称 | 描述 | 示例值 | 默认值 |
|---|---|---|---|
-h |
指定服务器主机名 | 127.0.0.1 |
127.0.0.1 |
-p |
指定服务器端口 | 6379 |
6379 |
-s |
指定服务器套接字 | /tmp/redis.sock |
无 |
-c |
设置并发连接数 | 50 |
50 |
-n |
设置请求总数 | 100000 |
100000 |
-d |
设置数据大小（以字节为单位） | 3 |
2 |
-k |
是否重用连接（1=是，0=否） | 1 |
1 |
-r |
使用随机键（1=是，0=否） | 1 |
0 |
-P |
通过管道发送请求 | 1 |
1 |
-t |
只运行给定的测试用例 | set,lpush |
全部测试用例 |
-l |
循环运行测试 | 无 | 只运行一次 |
--threads |
使用指定数量的线程 | 2 |
1 |
--csv |
将结果输出为CSV格式 | 无 | 输出为普通文本格式 |
--latency-history |
记录并显示延迟统计的历史变化 | 无 | 关闭 |
--latency-dist |
显示延迟分布而不是平均值和百分比 | 无 | 关闭 |
--percentile |
显示延迟百分比 | 95 |
关闭 |
--cluster |
启用Redis集群模式的基准测试 | 无 | 非集群模式 |
--help |
查看帮助信息 | 无 | 无 |
--version |
显示版本信息 | 无 | 无 |
该表格是针对Redis-benchmark工具的常用参数进行的总结。使用这些参数可以调整性能测试的各种条件，以适应不同的测试场景和需求。
2.2 Memtier_benchmark
memtier_benchmark 是一个高性能负载生成器，常用于对存储和缓存系统（如 Redis、Memcached 等）进行性能测试和基准评估。它由 Redis Labs 开发，支持多种测试模式和参数配置，以模拟不同的负载和客户端行为。
以下是 memtier_benchmark 的一些主要特性和参数的详解：
主要特性：
- 支持多种协议，包括 Redis 和 Memcached。
- 可以模拟多个客户端和并发连接。
- 支持数据大小和请求模式的自定义。
- 提供详细的性能报告，包括吞吐量、延迟等统计信息。
常用参数：
-s, --server: 指定服务器的 IP 地址或主机名。-p, --port: 指定服务器的端口号。-P, --protocol: 指定使用的协议（redis/memcache）。-c, --clients: 设置并发客户端的数量。-t, --threads: 设置线程的数量。-n, --requests: 指定每个客户端发送的请求总数。--ratio: 设置读写操作的比例（例如1:10表示 1 个写操作对应 10 个读操作）。-d, --data-size: 设置每个请求的数据大小（以字节为单位）。--key-pattern: 设置键的模式（例如R:R表示随机的键和随机的值）。--key-prefix: 为所有键添加前缀。--key-minimum和--key-maximum: 设置键的最小和最大大小。--random-data: 设置是否使用随机生成的数据。--pipeline: 设置管道请求的大小（即一次发送多少个请求）。--hide-histogram: 隐藏延迟直方图信息。--version: 显示版本信息。-h, --help: 显示帮助信息。
memtier_benchmark 提供了灵活的命令行界面，允许用户根据测试目标和环境来配置大量参数。使用合适的配置能够模拟真实世界中的负载场景，从而得到有意义的性能测试结果。
2.2.1 何为Memtier_benchmark
Memtier_benchmark是一个由Redis Labs维护的开源工具，它不仅支持Redis，还支持Memcached等其他数据库。
2.2.2 Memtier_benchmark的特点
- 高性能：设计上注重性能，能够在相同硬件上产生更多的负载。
- 灵活配置：支持多种参数配置，可以模拟不同的客户端和负载类型。
- 详细的统计信息：提供详细的性能报告，包括但不限于吞吐量、延迟直方图等。
2.2.3 如何使用Memtier_benchmark
Memtier_benchmark的使用也非常直接，通过命令行即可启动。例如：
shell
memtier_benchmark -s <redis-host> -p <redis-port> -c 50 -t 4 --ratio=1:10这个命令用50个客户端和4个线程来测试Redis，操作比率为1个SET对应10个GET。
为了模拟执行 memtier_benchmark 并输出模拟结果，我们将进行一个简单的示例，假设我们正在测试本地运行的 Redis 服务器。
打开终端并执行以下命令：
sh
memtier_benchmark -s 127.0.0.1 -p 6379 -c 50 -t 4 -n 10000 --ratio=1:10 -d 100 --key-pattern=R:R这条命令表示：
-s 127.0.0.1: 连接到本地主机上的服务器。-p 6379: 使用 Redis 默认端口号 6379。-c 50: 使用 50 个并发客户端。-t 4: 使用 4 个线程。-n 10000: 每个客户端发送 10000 个请求。--ratio=1:10: 设置 1 个写（set）操作对应 10 个读（get）操作。-d 100: 每个请求的数据大小设置为 100 字节。--key-pattern=R:R: 使用随机键和随机值的模式。
假设 memtier_benchmark 已经安装，并且有一个 Redis 服务器在本地运行。执行上述命令后，将会看到如下模拟输出结果：
shell
[RUN #1] Preparing benchmark client...
[RUN #1] Launching threads now...
[RUN #1 50%, 5001 secs] 1 threads: 250050 ops, 49976 (avg: 49976) ops/sec, 4.96MB/sec (avg: 4.96MB/sec), 1.00 msec (avg: 1.00 msec) [READ: 1.00 msec, WRITE: 1.00 msec]
[RUN #1 100%, 10001 secs] 1 threads: 500050 ops, 50076 (avg: 50026) ops/sec, 5.00MB/sec (avg: 4.98MB/sec), 1.00 msec (avg: 1.00 msec) [READ: 1.00 msec, WRITE: 1.00 msec]
ALL STATS
========================================================================
Type Ops/sec Hits/sec Misses/sec Latency KB/sec
------------------------------------------------------------------------
Sets 4545.45 --- --- 1.00000 444.44
Gets 45454.55 36363.64 9090.91 1.00000 4444.44
Waits 0.00 --- --- 0.00000 0.00
Totals 50000.00 36363.64 9090.91 1.00000 4888.89上述输出结果提供了以下信息：
- 操作的总数和每秒操作数（Ops/sec）。
- 命中和未命中的次数（Hits/sec 和 Misses/sec）。
- 平均延迟（Latency）。
- 每秒传输的数据量（KB/sec）。
这样的输出结果有助于评估 Redis 服务器在给定负载下的性能，包括处理请求的速度、有效性和效率。请注意，上述数字是模拟的，并非实际运行结果。实际执行时，结果会根据服务器配置和性能而有所不同。
2.3 自定义脚本工具
除了上述通用工具外，根据具体的测试需求，开发者有时也会编写自定义的性能测试脚本。
2.3.1 自定义脚本工具的优势
- 灵活性：可以根据特定的业务逻辑编写测试脚本，以准确模拟实际的业务场景。
- 特定功能测试：有时候需要测试Redis的某些特定功能或者命令，自定义脚本可以专注于这些特定的需求。
2.3.2 自定义脚本工具的实现方式
自定义脚本通常使用高级语言编写，如Python、Ruby等，结合Redis客户端库来实现特定的测试逻辑。
2.3.3 实例展示自定义脚本的使用
以Python为例，可以使用redis-py库编写测试脚本，如下：
python
import redis
import time
# 连接到Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 执行测试操作
start_time = time.time()
for i in range(10000):
r.set('key{}'.format(i), 'value{}'.format(i))
end_time = time.time()
print(f"Total time for 10000 SET operations: {end_time - start_time} seconds")这段脚本测试了10000次SET操作的总耗时。
Redis性能测试工具的选择取决于你的需求，Redis-benchmark和Memtier_benchmark适用于泛型的性能测试，而自定义脚本则更适合针对具体业务场景的深度测试。