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性能测试

测试 Redis 实例的性能可能是一项复杂的任务。 Redis 实例的性能可能因客户端数、数据值的大小以及是否正在使用管道传输等参数而有所不同。 优化吞吐量或延迟之间可能也需要权衡。

幸运的是,有几种工具可以更轻松地对 Redis 进行基准测试。 两个最常用的工具是 redis-benchmarkmemtier-benchmark。 本文重点介绍 redis-benchmark。

如何使用 redis-benchmark 实用工具

  1. 将开源 Redis 服务器安装到可用于测试的客户端虚拟机 (VM)。 redis-benchmark 实用工具内置于开源 Redis 发行版。 有关如何安装开源映像的说明,请参阅 Redis 文档

  2. 用于测试的客户端 VM 应与 Azure Redis 缓存实例位于同一区域

  3. 确保所用客户端 VM 至少与正在测试的缓存拥有相同的计算和带宽容量

  4. 配置网络隔离防火墙设置,确保客户端 VM 能够访问你的 Azure Cache for Redis 实例。

  5. 如果在你的缓存实例上使用 TLS/SSL,则需要将 --tls 参数添加到 redis-benchmark 命令,或使用 stunnel 等代理。

  6. 默认情况下,Redis-benchmark 使用端口 6379。 使用 -p 参数替代此设置。 如果你在使用 SSL/TLS(端口 6380),或者在使用 Enterprise 层(端口 10000),则需要使用 -p

  7. 如果你在使用的是使用聚类分析的 Azure Cache for Redis 实例,则需要将 --cluster 参数添加到 redis-benchmark 命令。 使用聚类分析的企业层缓存可以被视为非聚集缓存,不需要此设置。

  8. 从 VM 的 CLI 或 shell 启动 redis-benchmark。 有关如何配置和运行该工具的说明,请参阅 redis-benchmark 文档redis-benchmark 示例部分。

基准测试建议

  • 请勿仅在稳定状态条件下对缓存进行性能测试。 还需要按照故障转移条件进行测试,并在测试期间测量缓存中的 CPU/服务器负载。 可以通过重新启动主节点来启动故障转移。 通过在故障转移条件下进行测试,可了解应用程序在故障转移条件下的吞吐量和延迟情况。 故障转移可能在更新期间或计划外事件期间发生。 理想情况下,即使是在故障转移期间,CPU/服务器负载峰值也应该不会很高(例如超过 80%),因为这可能会影响性能。

  • 请考虑使用 Enterprise 和 Premium 层 Azure Cache for Redis 实例。 这些缓存大小具有更好的网络延迟和吞吐量,因为它们是在更好的硬件上运行的。

  • Enterprise 层通常具有最佳性能,因为 Redis Enterprise 允许核心 Redis 进程利用多个 vCPU。 基于开源 Redis 的层(例如 Standard 和 Premium)只能为每个分片的 Redis 进程使用一个 vCPU。

  • Enterprise Flash 层的基准测试可能很困难,因为有些键存储在 DRAM 上,而有些键存储在 NVMe 闪存磁盘上。 DRAM 基准上的键几乎与 Enterprise 层实例一样快,但 NVMe 闪存盘上的键速度较慢。 由于 Enterprise Flash 层会智能地将最常用的键放入 DRAM,请确保基准配置符合预期的实际使用情况。 请考虑使用 -r 参数随机化要访问的键。

  • 使用 TLS/SSL 会降低吞吐量性能,下表中的基准测试数据示例清楚地阐释了这一点。

  • 即使 Redis 服务器是单线程服务器,纵向扩展往往会提高吞吐量性能。 系统进程可以使用额外的 vCPU,而不是共享 Redis 进程正在使用的 vCPU。 纵向扩展在 Enterprise 和 Enterprise Flash 层上特别有用,因为 Redis Enterprise 并不局限于单个线程。

  • 在 Premium 层上,通常建议在纵向扩展之前横向扩展(聚类分析)。 群集允许 Redis 服务器通过对数据进行分片来使用更多 vCPU。 在这种情况下,添加分片时,吞吐量应大致呈线性增长。

  • 在 C0C1 标准缓存上,当内部 Defender 扫描正在 VM 上运行时,服务器负载可能会出现短暂的峰值(不是由缓存请求数增加导致的)。 当每天在这些层级上多次运行内部 Defender 扫描时,请求延迟更高。 C0 和 C1 层上的缓存只有一个核心用来进行多任务处理,并将服务于内部 Defender 扫描和 Redis 请求的工作分开。 可以通过缩放到具有多个 CPU 核心的更高层级产品/服务(例如 C2)来降低影响。

    更高层级上增加的缓存大小有助于解决任何延迟问题。 此外,在 C2 级别,可以支持多达 2,000 个客户端连接。

Redis 基准示例

测试前的设置:准备好缓存实例以及测试延迟和吞吐量所需的数据:

redis-benchmark -h yourcache.redis.cache.windows.net -a yourAccesskey -t SET -n 10 -d 1024

测试延迟:使用 1k 有效负载测试 GET 请求:

redis-benchmark -h yourcache.redis.cache.windows.net -a yourAccesskey -t GET -d 1024 -P 50 -c 4

测试吞吐量:使用 1k 有效负载测试管道 GET 请求:

redis-benchmark -h yourcache.redis.cache.windows.net -a yourAccesskey -t  GET -n 1000000 -d 1024 -P 50  -c 50

若要使用 TLS 测试 Basic、Standard 或 Premium 层缓存的吞吐量:有效负载为 1k 的管道 GET 请求:

redis-benchmark -h yourcache.redis.cache.windows.net -p 6380 -a yourAccesskey -t  GET -n 1000000 -d 1024 -P 50 -c 50 --tls

若要使用 OSS 群集模式测试没有 TLS 的 Enterprise 或 Enterprise Flash 缓存的吞吐量:有效负载为 1k 的管道 GET 请求:

redis-benchmark -h yourcache.region.redisenterprise.cache.azure.net -p 10000 -a yourAccesskey -t  GET -n 1000000 -d 1024 -P 50 -c 50 --cluster

性能基准数据示例

下表显示了在测试各种大小的 Standard、 Premium、 Enterprise 和 Enterprise Flash 缓存时观察到的最大吞吐量值。 我们针对 Azure Cache for Redis 终结点使用了来自 IaaS Azure VM 的 redis-benchmarkmemtier-benchmark。 吞吐量数字仅适用于 GET 命令。 通常,SET 命令的吞吐量较低。 这些数字针对吞吐量进行了优化。 可接受的延迟条件下的实际吞吐量可能较低。

注意

这些值是没有保证的,并且不存在针对这些数字的 SLA。 我们强烈建议你执行自己的性能测试,以确定适合应用程序的缓存大小。 因为我们会定期发布更新结果,这些数字可能会更改。

重要

Microsoft 会定期更新缓存实例中使用的基础 VM。 这可以更改不同缓存之间和不同区域之间的性能特征。 本页上的示例基准测试值反映了单个区域中的旧一代缓存硬件。 在实践中,你可能会看到更好的或不同的结果。

以下配置用于对基本层、标准和高级层的吞吐量进行基准测试:

redis-benchmark -h yourcache.redis.cache.windows.net -a yourAccesskey -t  GET -n 1000000 -d 1024 -P 50  -c 50

标准层 Redis 基准

实例 大小 vCPU 预期的网络带宽 (Mbps) 不带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小) 带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小)
C0 250 MB 共享 100 15,000 7,500
C1 1 GB 1 500 38,000 20,720
C2 2.5 GB 2 500 41,000 37,000
C3 6 GB 4 1000 100,000 90,000
C4 13 GB 2 500 60,000 55,000
C5 26 GB 4 1,000 102,000 93,000
C6 53 GB 8 2,000 126,000 120,000

高级层 Redis 基准

实例 大小 vCPU 预期的网络带宽 (Mbps) 不带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小) 带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小)
P1 6 GB 2 1,500 180,000 172,000
P2 13 GB 4 3,000 350,000 341,000
P3 26 GB 4 3,000 350,000 341,000
P4 53 GB 8 6,000 400,000 373,000
P5 120 GB 32 6,000 400,000 373,000

重要

中国东部和中国北部区域的 P5 实例使用 20 个核心而不是 32 个核心。

Enterprise 层和 Enterprise Flash 层

Enterprise 和 Enterprise Flash 层提供了群集策略选择:EnterpriseOSS。 Enterprise 群集策略是一种更简单的配置,不需要客户端支持聚类分析。 而 OSS 群集策略使用 Redis 群集协议来支持更高的吞吐量。 在大多数情况下,我们建议使用 OSS 群集策略。 有关详细信息,请参阅群集。 下表显示了这两个群集策略的基准。

以下配置用于对 Enterprise 层级和 Enterprise Flash 层级的吞吐量进行基准测试:

redis-benchmark -h yourcache.region.redisenterprise.cache.azure.net -p 10000 -a yourAccesskey -t GET -n 10000000 -d 1024 -P 50 -c 50 --threads 32

注意

此配置与用于对基本层、标准层和高级层进行基准测试的配置几乎完全相同。 不过,以前的配置并没有充分利用 Enterprise 层级的更高计算性能。 为了演示完整性能,已经向此配置添加了额外的请求和线程。

Enterprise 群集策略
实例 大小 vCPU 预期的网络带宽 (Mbps) 不带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小) 带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小)
E10 12 GB 4 4,000 300,000 207,000
E20 25 GB 4 4,000 680,000 480,000
E50 50 GB 8 8,000 1,200,000 900,000
E100 100 GB 16 10,000 1,700,000 1,650,000
F300 384 GB 8 3,200 500,000 390,000
F700 715 GB 16 6,400 500,000 370,000
F1500 1455 GB 32 12,800 530,000 390,000
OSS 群集策略
实例 大小 vCPU 预期的网络带宽 (Mbps) 不带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小) 带 SSL 的每秒 GET 请求数(1-kB 值大小)
E10 12 GB 4 4,000 1,400,000 1,000,000
E20 25 GB 4 4,000 1,200,000 900,000
E50 50 GB 8 8,000 2,300,000 1,700,000
E100 100 GB 16 10,000 3,000,000 2,500,000
F300 384 GB 8 3,200 1,500,000 1,200,000
F700 715 GB 16 6,400 1,600,000 1,200,000
F1500 1455 GB 32 12,800 1,600,000 1,110,000

Enterprise 层和 Enterprise Flash 层 – 已横向扩展

除了通过移动到更大的缓存大小进行纵向扩展外,还可以通过横向扩展来提高性能。在 Enterprise 层中,横向扩展被称为增加缓存实例的容量。 默认情况下,缓存实例的容量为 2,即主节点和副本节点。 容量为 4 的 Enterprise 缓存实例表示该实例已横向扩展 2 个单位。 横向扩展可提供对更多内存和 vCPU 的访问。 有关核心 Redis 进程在每个缓存大小和容量上使用多少个 vCPU 的详细信息,请参阅分片配置。 使用 OSS 群集策略时,横向扩展最为有效。

下表显示了不同容量(使用 SSL 和 1-kB 值大小)的每秒 GET 请求数。

横向扩展 - Enterprise 群集策略
实例 容量 2 容量 4 容量 6
E10 200,000 830,000 930,000
E20 480,000 710,000 950,000
E50 900,000 1,110,000 1,200,000
E100 1,600,000 1,120,000 1,200,000
实例 容量 3 容量 9
F300 390,000 640,000
F700 370,000 610,000
F1500 390,000 670,000
横向扩展 - OSS 群集策略
实例 容量 2 容量 4 容量 6
E10 1,000,000 1,900,000 2,500,000
E20 900,000 1,700,000 2,300,000
E50 1,700,000 3,000,000 3,900,000
E100 2,500,000 4,400,000 4,900,000
实例 容量 3 容量 9
F300 1,200,000 2,600,000
F700 1,200,000 2,600,000
F1500 1,100,000 2,800,000

后续步骤