MySQL性能基准测试对比：MySQL5.7与MySQL8.0

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在Oracle MySQL团队的推动下，MySQL 8.0发生了巨大的变化和修改。

物理文件已更改。例如，*.frm，* .TRG，*.TRN和* .par 不再存在。添加了大量的新特性，如通用表表达式(Common Table Expressions CTE)，窗口函数（Window Functions），不可见索引（ Invisible Indexes），正则表达式（regexp） -MySQL8.0现在已经完全支持Unicode，且具有多字节安全特性。数据字典也发生了变化。它现在与一个事务性数据字典合并，该字典存储有关数据库对象的信息。与以前的版本不同，字典数据存储在元数据文件和非事务表中。

安全性得到了改进，caching_sha2_password认证方式取代了之前的mysql_native_password认证方式，成为默认的身份验证方式。它提供了更强大的灵活性，而且也加强了安全性，即它要求必须使用安全连接或通过RSA密钥对实现的支持密码交换的未加密链接。

有了MySQL 8.0提供的所有这些很出色的功能，以及进行的增强和改进，我们团队很有兴趣来了解下MySQL 8.0当前版本的性能情况。特别是考虑到我们针对MySQL 8.0.x设计的ClusterControl正在进行中（请继续保持关注）。这篇博文不会讨论MySQL8.0的特性，但打算将其性能与MySQL 5.7进行对比，看看它是如何改进的。

Server Setup and Environment服务器设置和环境

对于此基准测试，我打算使用基于AWS EC2最小配置的系统环境：

· 实例类型：t2.xlarge实例

· 存储：gp2（SSD存储，最小100 IOPS，最大16000 IOPS）

· 虚拟CPU：4

· 内存：16GiB

· MySQL5.7版本：MySQLCommunity Server (GPL) 5.7.24

· MySQL8.0版本：MySQLCommunity Server - GPL 8.0.14

在这个基准测试中，我也针对一些参数项的取值进行了配置，它们是：

· innodb_max_dirty_pages_pct= 90 ##这是MySQL 8.0中的默认值。

· innodb_max_dirty_pages_pct_lwm= 10 ##这是MySQL 8.0中的默认值

· innodb_flush_neighbors=0

· innodb_buffer_pool_instances=8

· innodb_buffer_pool_size=8GiB

这里对两个版本（MySQL 5.7和MySQL 8.0）其余参数项的配置是参照ClusterControl的my.cnf模板进行调优。

此外，我在这里不使用MySQL8.0的新身份验证方式，即caching_sha2_password认证方式。替代的是在这两个版本中都使用mysql_native_password，外加配置innodb_dedicated_serve=OFF(默认值)，因为innodb_dedicated_serve是MySQL 8.0的新特性。

为了简化工作，我使用ClusterControl配置MySQL 5.7 Community version节点，然后把该节点从集群中的剔除，使其成为一个单独主机，并关闭集群控制主机，使MySQL 5.7节点处于休眠状态(不监控流量)。从技术上讲，MySQL 5.7和MySQL8.0都是休眠节点，在节点上没有活动连接通，因此它基本上是一个纯粹的基准测试。

Commands and Scripts Used使用的命令和脚本

对于此任务，sysbench用于测试和负载模拟这两个环境。以下测试中使用的命令和脚本：

sb-prepare.sh
 #!/bin/bash 
host=$1#host192.168.10.110port=3306user='sysbench'password='MysqP@55w0rd'table_size=500000rate=20ps_mode='disable'sysbench/usr/share/sysbench/oltp_read_write.lua --db-driver=mysql --threads=1--max-requests=0 --time=3600 --mysql-host=$host --mysql-user=$user--mysql-password=$password --mysql-port=$port --tables=10 --report-interval=1--skip-trx=on --table-size=$table_size --rate=$rate --db-ps-mode=$ps_modeprepare

sb-run.sh

#!/usr/bin/envbash3 
host=$1port=3306user="sysbench"password="MysqP@55w0rd"table_size=100000tables=10rate=20ps_mode='disable'threads=1events=0time=5trx=100path=$PWD
 counter=1
 
echo "thread,cpu" >${host}-cpu.csv 
for i in 16 32 64 128 256 512 1024 2048; 
do
 threads=$i
 mysql -h $host -e"SHOW GLOBAL STATUS" >> $host-global-status.logtmpfile=$path/${host}-tmp${threads}touch $tmpfile/bin/bashcpu-checker.sh $tmpfile $host $threads &
 
/usr/share/sysbench/oltp_read_write.lua--db-driver=mysql --events=$events --threads=$threads --time=$time--mysql-host=$host --mysql-user=$user --mysql-password=$password--mysql-port=$port --report-interval=1 --skip-trx=on --tables=$tables--table-size=$table_size --rate=$rate --delete_inserts=$trx --order_ranges=$trx--range_selects=on --range-size=$trx --simple_ranges=$trx --db-ps-mode=$ps_mode--mysql-ignore-errors=all run | tee -a $host-sysbench.log
 
echo"${i},"`cat ${tmpfile} | sort -nr | head -1` >> ${host}-cpu.csv
unlink ${tmpfile}
 mysql -h $host -e"SHOW GLOBAL STATUS" >> $host-global-status.log
done
 
python $path/innodb-ops-parser.py $host
 mysql -h $host -e "SHOW GLOBALVARIABLES" >> $host-global-vars.log

因此，脚本只是准备sbtestschema并填充表和记录。然后，它使用

/usr/share/sysbench/oltp_read_write.lua脚本执行读/写负载测试。该脚本转储全局状态和MySQL变量，收集CPU利用率，并解析由脚本innodb-ops-parser.py处理的InnoDB行操作。脚本根据基准测试期间收集的转储日志生成* .csv文件，我在这里使用Excel电子表格从* .csv文件生成图表。请检查 github中提交的代码。

现在，让我们继续处理图表结果！

InnoDB行操作

MySQL性能基准测试对比：MySQL 5.7与MySQL 8.0

基本上在这里，我只提取了InnoDB行操作，它执行查找（读取），删除，插入和更新。当线程数量增加时，MySQL 8.0明显优于MySQL 5.7！在这两个版本中都没有针对配置项进行任何个性化变更，只有我统一配置的参数项。所以这两个版本中的配置几乎都使用默认值。

有趣的是，MySQL团队关于新版本中读写性能的声明，这些图表指出了性能的显著提高，特别是在高负载服务器上。想一下MySQL 5.7和MySQL 8.0在InnoDB行操作上的区别，确实存在有很大的不同，特别是当线程数增加的时候。MySQL 8.0表明，无论工作负载如何，它都能高效地运行。

事务处理

MySQL性能基准测试对比：MySQL 5.7与MySQL 8.0

如上图所示，MySQL 8.0的结果趋势显示出其处理事务所需的时间的巨大变化。纵轴数值越低，代表性能越好，意味着处理事务的速度更快。处理的事务统计表（第二张表）还显示出这两个版本处理事务的数量没有差异。这意味着，两个版本处理的事务数量几乎相同，但它们的完成速度不同。虽然MySQL 5.7在较低的负载下可以大量事务，但是实际的负载，特别是在生产中，可能会更高——尤其是在最繁忙的时期。

MySQL性能基准测试对比：MySQL 5.7与MySQL 8.0

上面的图仍然显示的是两个版本能够处理的事务数量，只是将读和写分离开来。然而，图中实际上是存在异常值，而我没有将这些值包括在内，因为它们是这一小部分异常结果会扭曲图形。

MySQL 8.0体现出一个很大的改进，特别是对于读取。表现在写操作的效率上，特别是对于高工作负载的服务器。在8.0版本中，影响MySQL读取性能的重要新增支持是：可以按降序(或正向索引扫描)创建索引的能力。以前的版本只有升序或反向索引扫描，如果需要降序，MySQL必须执行filesort（如果需要filesort，需要检查max_length_for_sort_data的值）。当最有效的扫描顺序混合某些列的升序和其他列的降序时，降序索引还使优化器可以使用多列索引。有关详细信息，请参见此处。

CPU资源

MySQL性能基准测试对比：MySQL 5.7与MySQL 8.0

在此基准测试中，我决定测试一些硬件资源，尤其是CPU利用率。

让我先解释一下如何在基准测试中获取CPU使用率。在对数据库进行基准测试时，sysbench测试结果中不包括在此过程中使用的硬件资源的统计信息。因此，我所做的是通过创建文件的方式来创建标识，通过SSH连接到目标主机，然后用Linux命令“top”收集数据并在测试结束前进行解析，然后再次收集。然后分析出mysqld进程占用最大的CPU使用量，最后删除该标识文件。你可以查看我在github上的代码。

让我们再次讨论图表结果，似乎表明MySQL 8.0消耗了大量的CPU，超过MySQL 5.7。然而，MySQL 8.0可能必须消耗额外的CPU在新的变量配置上。例如，这些变量可能会影响您的MySQL 8.0：

· innodb_log_spin_cpu_abs_lwm = 80

· innodb_log_spin_cpu_pct_hwm = 50

· innodb_log_wait_for_flush_spin_hwm = 400

· innodb_parallel_read_threads = 4

在此基准测试中，具有默认值的变量将保留其默认值。由于MySQL 8.0重新设计了InnoDB写入REDO日志的方式（这是一个改进），前三个变量可配置处理重做日志的使用的CPU资源。例如，变量innodb_log_spin_cpu_pct_hwm具有CPU亲和性，这意味着如果mysqld仅绑定到4个内核，它将忽略其他CPU内核。对于并行读取线程，在MySQL 8.0中添加了一个新变量，您可以调整要使用的线程数。

然而，我没有深入研究这个问题。可以通过利用MySQL8.0提供的特性来提高性能。

结论

MySQL 8.0中有许多改进。基准测试结果显示，与MySQL 5.7相比，MySQL 8.0不仅在处理读负载时，而且在读写混合的高负载下的性能都取得了令人瞩目的进步。

再来看MySQL 8.0的新特性，看起来它不仅利用了最新的软件技术（如Memcached的改进，远程管理以获得更好的DevOps工作性能等），还有硬件。例如，用UTF8MB4替换latin1作为默认字符编码。这意味着它需要更多的磁盘空间，因为UTF8在非US-ASCII字符上需要2个字节。虽然此基准测试没有利用使用caching_sha2_password的新身份验证方法，但它是否使用加密不会影响性能。一旦经过身份验证，它就会存储在缓存中，这意味着身份验证只进行一次。因此，如果您在客户端只使用一个用户，则不会出现问题，并且比以前的版本更安全。

由于MySQL利用最新的硬件和软件，因此会更改其默认变量。你可以在这里阅读更多细节。

总的来说，MySQL 8.0的性能已经远超过MySQL 5.7了。

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