阅读 252

HBase2.0中的Benchmark工具 — PerformanceEvaluation

  摘要:在项目开发过程中,我们经常需要一些benchmark工具来对系统进行压测,以获得系统的性能参数,极限吞吐等等指标。而在HBase中,就自带了一个benchmark工具—PerformanceEvaluation,可以非常方便地对HBase的Put、Get、Scan等API进行性能测试,并提供了非常丰富的参数来模拟各种场景。

  简介

  在项目开发过程中,我们经常需要一些benchmark工具来对系统进行压测,以获得系统的性能参数,极限吞吐等等指标。而在HBase中,就自带了一个benchmark工具—PerformanceEvaluation,可以非常方便地对HBase的Put、Get、Scan等API进行性能测试,并提供了非常丰富的参数来模拟各种场景。这篇文章,就以HBbase2.0中的PerformanceEvaluation工具为例,给大家讲解一下这款HBase benchmark工具的使用和注意事项

  参数介绍

  PerformanceEvaluation的全名是org.apache.hadoop.hbase.PerformanceEvaluation. 已经集成在了bin/hbase工具集中。在安装好HBase的机器上,在HBase的安装路径的bin目录下执行hbase pe,加上相应参数,即可运行PE工具(以下简称PerformanceEvaluation为PE)。如果不加任何参数,则会输出PE的帮助信息。

  

  PE工具的参数非常多,很多参数只是用于某项专门的测试。这里我只介绍一下比较重要的几个全局参数。

  nomapred采用MapReduce的方式启动多线程测试还是通过多线程的方式,如果没有安装MapReduce,或者不想用MapReduce,通常我们采用多线程的方式,因此一般在命令中加上--nomapred来表示不使用MapReduce。

  oneCon多线程运行测试时,底层使用一个还是多个参数。这个参数默认值为false,每个thread都会启一个Connection,建议把这个参数设为True,至于原因,后面的章节会讲。

  valueSize写入HBase的value的size,单位是Byte,大家可以根据自己实际的场景设置这个Value的大小。

  blockEncodingPE工具会自动建表,这个参数用来指定表的block encoding。关于encoding后面会有专门的文章介绍,这里不再讲。

  table测试表的名字,如果不设,默认为TestTable。

  rows总共测试的行数。注意这里的行数是指单线程的行数,如果rows=100, 线程数为10,那么在写测试中,写入HBase的将是 100 x 10 行。

  size总测试的数据大小,单位为GB,这个参数与上面的size是互斥的,不要两个参数一起设。在使用randomReads和randomSeekScans测试时,这个size可以用来指定读取的数据范围。这个值在Read时非常重要,如果设的不好,会产生很多返回值为空的读,影响测试结果,下面会详细介绍。

  compress设置表的compress算法,根据自己选择,默认是None,即不做压缩。

  presplit表的预分裂region个数,在做性能测试时一定要设置region个数,不然所有的读写会落在一个region上,严重影响性能

  autoFlush默认为false,即PE默认用的是BufferedMutator,BufferedMutator会把数据攒在内存里,达到一定的大小再向服务器发送,如果想明确测单行Put的写入性能,建议设置为true。个人觉得PE中引入autoFlush会影响统计的准确性,因为在没有攒够足够的数据时,put操作会立马返回,根本没产生RPC,但是相应的时间和次数也会被统计在最终结果里。

  比较重要的参数就这么多,其他的参数要么使用默认就好,要么就是和具体的测试命令相关,用户可以根据测试的内容具体设置。

  使用示例

  下面我用测试读和写两个示例来讲解下PE工具的使用

  随机写测试 RandomWriteTest

  RandomWriteTest常用来评估HBase的写性能。使用的命令如下:

  hbase pe --nomapred --oneCon=true --valueSize=100 --compress=SNAPPY --rows=150000 --autoFlush=true --presplit=64 randomWrite 64

  在这个测试中,我把PE模式设为了非MapReduuce(--nomapred),即采用起线程的形式。跑的命令是randomWrite,即随机写入、后面跟的64代表起了64个线程来做写入。--rows=150000 代表每个线程会写入150000行数据。其他的参数含义可以参见之前的章节。PE工具的所有的输出都会直接写到LOG文件,LOG的位置需要参照HBase的设置。运行结束后,PE会分别打出每个线程的延迟状况。如下面是其中一个线程的结果:

  

  PE统计了这个线程一共跑了多少行,和相应的延迟统计,包括min,max,999th延迟等等。
并在最后统计了所有线程的最大持续时间,平均持续时间等等。

  2018-05-18 12:07:25,564 INFO [main] hbase.PerformanceEvaluation(507): [RandomWriteTest duration ] Min: 36969ms Max: 40160ms Avg: 38203ms

  比较坑的是,PE竟然不会统计所有线程的平均延迟和总的吞吐。。。

  随机读测试 RandomReadTest

  在进行RandomReadTest之前,需要准备数据。准备数据建议使用SequentialWriteTest。如下面的语句

  hbase pe --nomapred --oneCon=true --valueSize=100 --compress=SNAPPY --size=2 --presplit=64 sequentialWrite 64

  为啥要用SequentialWriteTest?
这是因为PE写入的行是有规律的。如果传入的是--row=1000,thread数是10,则写入的行总数是1000 x 10 = 10000。在SequentialWrite中,PE会给每个线程设置偏移量,保证0~9999这10000个行(会把所有数字扩展成26位等长的byte数组)一行不差地写入HBase。如果是RandomWriteTest,在每个线程中会随机生成一个0~9999之前的数字写入(--row=1000代表每个线程会写1000次)。由于是随机,会造成中间有些行没有写入,那么在读取测试时,读到的就是空行,影响测试结果。
为啥要用--size而不是--row?
--size=2,代表写入2GB数据,具体是多少行PE内部会自己去算。假设我这里填的是--row=1000,线程数是10,那么写入的数据范围是0~9999。当我在做RandomReadTest时,如果需要修改线程数,比如我想测20个线程并行读,那么数据读取的范围将是0~ (1000 * 20 - 1), 很大一部分读是空读!你当然可以根据线程数来调整读测试时row变量的值,使读的整体范围不超过写入的数据范围,但是row的大小影响了整体测试的时间,而统一用size你就啥都不用管了。
RandomReadTest的命令如下:

  hbase pe --nomapred --oneCon=true --valueSize=100 --size=2 randomRead 100

  注意在读测试时不要加表的任何参数,如presplit这些,如果加了会使PE重新建表,之前写入的数据就拜拜了。valueSize和size的值要与准备数据命令中保持一致,PE靠这两个值来算数据的范围和行数。Read测试的输出与Write测试的输出类似。

  PE工具存在的问题

  PE工具虽然功能已经比较完备,但是使用下来发现还是存在一定的问题的,主要有以下几点:

  1. Connection的数目设置只能由oneCon这个参数指定,要么就是一个connection,要么就是每个thread一个connection。当测试的线程数比较多时,就比较尴尬了,如果只用一个connection,connection内部的metaCache等实现都是有锁的,在拿metacache时,线程较多会产生争抢,影响对服务器性能的评估。如果每个thread一个connection更加不可取,每个connection中都会有一个netty的客户端,如果我没记错的话,每个客户端中将会有 2*CPU个worker threads。这在PE运行过程中产生大量的context switch,更加影响性能测试。根据我的测试发现,在开100个thread测试时,如果每个thread开一个connection,测试结果比只用一个connection的要慢10%。Context switch的频率更是10倍以上。

  2. 没有multiPut的支持,PE写时使用的BufferedMutator需要靠调整size来决定buffer多少个put再上发。如果我想明确测试batch 5个put请求,batch10个put请求,都比较难实现。

  3. 没有统计总体的RT和TPS/QPS,只有按单个thread统计,如果我用100个thread去压服务器,这要我怎么去评估服务器的吞吐……

  针对以上的问题,我对PerformanceEvaluation工具做了一些改进,回馈给了社区,具体大家可以看HBASE-20601这个issue。主要的改进有:

  1. 加入multiPut参数,支持设置batch的数量

  2. 加入connCount参数,支持设置connection的多少,比如connCount=2,不管多少个thread都会共用这2个connection

  3. 支持统计所有线程的平均TPS,平均延迟

  4. 一些代码的优化和去重

  大家在PE工具的使用过程中还遇到了什么问题,或者有什么不懂的地方,欢迎与我联系。

  云端使用

  阿里HBase目前已经在阿里云提供商业化服务,任何有需求的用户都可以在阿里云端使用深入改进的、一站式的HBase服务。云HBase版本与自建HBase相比在运维、可靠性、性能、稳定性、安全、成本等方面均有很多的改进,

原文链接


文章分类
后端