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TSBS时序数据库性能测试实战指南：ClickHouse深度优化与完整测试流程

【免费下载链接】tsbsTime Series Benchmark Suite, a tool for comparing and evaluating databases for time series data项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ts/tsbs

项目概述

TSBS（Time Series Benchmark Suite）时序数据库性能测试套件是一个专门用于评估多种时序数据库读写性能的开源工具集。该项目支持包括TimescaleDB、ClickHouse、InfluxDB、MongoDB等在内的主流时序数据库，通过标准化的测试流程确保不同数据库测试结果的公平可比性。

TSBS核心架构解析

多数据库支持体系

TSBS采用模块化设计，为每种支持的数据库提供专门的加载器和查询执行器。当前支持的数据库包括：

• Akumuli- 支持DevOps场景
• Cassandra- 支持DevOps场景
• ClickHouse- 支持DevOps场景
• CrateDB- 支持DevOps场景
• InfluxDB- 支持DevOps和IoT场景
• MongoDB- 支持DevOps场景
• QuestDB- 支持DevOps和IoT场景
• SiriDB- 支持DevOps场景
• TimescaleDB- 支持DevOps和IoT场景
• Timestream- 支持DevOps场景
• VictoriaMetrics- 支持DevOps场景

测试场景设计理念

DevOps监控场景

模拟真实运维监控环境，包含9个系统监控指标：

• CPU使用率监控
• 内存使用情况
• 磁盘I/O性能
• 网络流量统计
• 内核运行状态
• Nginx服务指标
• PostgreSQL数据库监控
• Redis缓存性能
• 系统负载指标

完整版本每间隔生成100个指标，简化版本仅关注CPU相关指标。

IoT物联网场景

模拟卡车车队数据流，具有以下特性：

• 诊断数据实时采集
• 环境因素模拟（乱序数据、批量摄入）
• 卡车元数据追踪
• 预测性分析查询

ClickHouse测试数据格式详解

自定义CSV头部结构

TSBS为ClickHouse生成的测试数据采用"伪CSV"格式，包含三层头部信息：

1. 标签行：以"tags"开头，后跟逗号分隔的标签名称
2. 字段行：以表名开头，后跟逗号分隔的字段名称
3. 空行：作为头部结束标记

示例头部：

tags,hostname,region,datacenter,rack,os,arch,team,service,service_version,service_environment cpu,usage_user,usage_system,usage_idle,usage_nice,usage_iowait,usage_irq,usage_softirq,usage_steal,usage_guest,usage_guest_nice

数据记录组织方式

每条记录由两行组成，确保标签和字段数据的完整对应：

tags,host_0,eu-central-1,eu-central-1b,21,Ubuntu15.10,x86,SF,6,0,test cpu,1451606400000000000,58.1317132304976170,2.6224297271376256,24.9969495069947882,61.5854484633778867,22.9481393231639395,63.6499207106198313,6.4098777048301052,44.8799140503027445,80.5028770761136201,38.2431182911542820

环境搭建与工具安装

ClickHouse环境配置

1. 添加官方软件源：

sudo bash -c "echo 'deb http://repo.yandex.ru/clickhouse/deb/stable/ main/' > /etc/apt/sources.list.d/clickhouse.list"

2. 更新软件包列表：

sudo apt-get update

3. 安装核心组件：

sudo apt-get install -y clickhouse-client clickhouse-server

4. 启动数据库服务：

sudo service clickhouse-server restart

TSBS工具链安装

1. 安装Go语言环境：

sudo apt install golang-1.9

2. 配置Go环境变量：

echo 'export PATH="$HOME/gocode/bin:/usr/lib/go-1.9/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc echo 'export GOPATH="$HOME/gocode"' >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

3. 创建工作目录结构：

mkdir -p $GOPATH/{bin,src}

4. 编译安装TSBS：

go get github.com/timescale/tsbs cd $GOPATH/src/github.com/timescale/tsbs/cmd go get ./... go install ./...

完整测试流程实战

测试数据生成

生成IoT场景测试数据：

tsbs_generate_data --use-case="iot" --seed=123 --scale=4000 \ --timestamp-start="2016-01-01T00:00:00Z" \ --timestamp-end="2016-01-04T00:00:00Z" \ --log-interval="10s" --format="clickhouse" | gzip > /tmp/clickhouse-data.gz

查询模板生成

生成多种查询类型：

tsbs_generate_queries --use-case="iot" --seed=123 --scale=4000 \ --timestamp-start="2016-01-01T00:00:00Z" \ --timestamp-end="2016-01-04T00:00:01Z" \ --queries=1000 --query-type="breakdown-frequency" --format="clickhouse" \ | gzip > /tmp/clickhouse-queries-breakdown-frequency.gz

数据导入优化

使用专用加载器导入数据：

cat /tmp/clickhouse-data.gz | gunzip | tsbs_load_clickhouse \ --host="my.clickhouse.host" --user="benchmarkuser" --password="password" \ --workers=8

性能测试执行

执行查询性能测试：

cat /tmp/queries/clickhouse-breakdown-frequency-queries.gz | \ gunzip | tsbs_run_queries_clickhouse --workers=8

ClickHouse性能优化技巧

数据导入参数调优

连接配置参数

• -host：ClickHouse服务器地址，默认localhost
• -user：连接用户名，默认为"default"
• `-password**：连接密码，默认为空

性能优化参数

• -hash-workers：布尔值，默认false。处理大量设备数据时启用，通过主标签值的一致性哈希提高磁盘数据局部性
• -write-profile：指定输出文件路径，记录写入过程中的CPU和内存使用情况

查询执行配置

集群连接参数

• -hosts：逗号分隔的ClickHouse服务器列表
• -user：连接用户名
• -password：连接密码

测试结果分析与解读

性能指标说明

测试结果包含以下关键性能指标：

• 吞吐量：每秒处理的指标数量
• 延迟分析：查询响应时间分布
• 资源利用率：CPU和内存使用情况

结果文件位置

测试结果保存在：

/tmp/bulk_queries/result_queries_clickhouse*

进阶应用与最佳实践

大规模测试场景

对于超大规模数据集测试：

• 调整-scale参数增加设备数量
• 延长时间范围获得更多数据点
• 优化批量大小和并发工作线程数

性能瓶颈排查

1. 资源监控：使用-write-profile参数监控系统资源
2. 查询分析：分析执行计划识别性能热点
3. 系统调优：根据硬件配置调整数据库参数

测试环境建议

• 确保足够的磁盘空间和内存资源
• 合理设置并发参数避免资源竞争
• 定期清理测试数据保持环境整洁

总结

TSBS时序数据库性能测试套件为数据库选型和性能优化提供了专业、可靠的解决方案。通过本文的完整指南，读者可以：

• 全面了解TSBS架构和测试原理
• 掌握ClickHouse测试的完整流程
• 学习性能优化和瓶颈排查技巧
• 获得实际测试环境的搭建经验

无论是数据库管理员、系统架构师还是开发人员，都可以通过TSBS工具获得准确的性能数据，为技术决策提供有力支撑。

【免费下载链接】tsbsTime Series Benchmark Suite, a tool for comparing and evaluating databases for time series data项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ts/tsbs