Postgresql Benchmark
要針對 PostgreSQL Server 做基準測試的話，可以選擇內建的 pgbench 工具，大略筆記一下使用 pgbench 的方式、以及實際使用情境，測試使用 Load Balancing 將附載分配到兩台 PostgreSQL Server，比較與單一 PostgreSQL Server 的差距。
pgbench 簡介
pgbench 是安裝 PostgreSQL 時會一起被安裝的小程式，用於對 PostgreSQL Server 做基準測試。
pgbench [option...] [dbname]
使用上跟 psql 一樣，可能會需要指定連線的主機名稱、阜號或使用者，這些連線選項用法與 psql 是一樣的：
pgbench -h 10.0.1.100 -p 5678 -U developer postgres
pgbench 內建有測試腳本，要使用內建腳本需要先使用 -i 選項，針對要測試的資料庫進行初始化：
pgbench -h 10.0.1.100 -U developer -i postgres
也可以透過 -s scale_factor 來指定要生成多少倍的測試資料，預設是 1 ，會生成 100000 筆：
$ pgbench -h 10.0.1.100 -U developer -i -s 20 postgres
# 輸出結果：
dropping old tables...
NOTICE: table "pgbench_accounts" does not exist, skipping
NOTICE: table "pgbench_branches" does not exist, skipping
NOTICE: table "pgbench_history" does not exist, skipping
NOTICE: table "pgbench_tellers" does not exist, skipping
creating tables...
generating data (client-side)...
2000000 of 2000000 tuples (100%) done (elapsed 22.38 s, remaining 0.00 s)
vacuuming...
creating primary keys...
done in 36.58 s (drop tables 0.05 s, create tables 0.11 s, client-side generate 22.78 s, vacuum 6.92 s, primary keys 6.72 s).
在初始化完成後就可以使用內建腳本進行基準測試：
使用 -b scriptname[@weight] 這個選項可以指定使用的內建測試腳本，有 tpcb-like 、 simple-update 和 select-only 三種，若沒有指定則會預設使用 tpcb-like。
@weight 指的是執行權重，預設是 1。
$ pgbench -h 10.0.1.100 -U developer -T 30 -j 2 -c 20 -P 5 -M prepared postgres
# 輸出結果：
pgbench (14.6 (Debian 14.6-1.pgdg110+1))
starting vacuum...end.
progress: 5.0 s, 1576.6 tps, lat 12.404 ms stddev 3.566
progress: 10.0 s, 1205.4 tps, lat 16.108 ms stddev 35.918
progress: 15.0 s, 419.6 tps, lat 48.154 ms stddev 84.108
progress: 20.0 s, 362.8 tps, lat 56.091 ms stddev 86.328
progress: 25.0 s, 323.6 tps, lat 60.920 ms stddev 114.580
progress: 30.0 s, 403.4 tps, lat 50.102 ms stddev 91.868
transaction type: <builtin: TPC-B (sort of)>
scaling factor: 20
query mode: prepared
number of clients: 20
number of threads: 2
duration: 30 s
number of transactions actually processed: 21477
latency average = 27.853 ms
latency stddev = 61.904 ms
initial connection time = 101.683 ms
tps = 717.207182 (without initial connection time)
使用到的參數：
-Tseconds指定測試要執行多久的時間。-jthreads指定執行基準測試所使用的執行續數量，預設為 1。-cclients指定要模擬多少使用者，也就是同步執行的 session 數量，預設為 1。-Psec指定每幾秒顯示執行進度的報告。-Mquerymode指定執行的模式，有simple、extended和prepared三種。
除了內建腳本之外，也可以使用自訂的腳本進行測試，使用 -f filename[@weight] 這個選項：
$ pgbench -h 10.0.1.100 -U developer -T 30 -P 5 -j 2 -c 20 -b select-only@1 -f custom-script.sql@3 postgres
# 輸出結果：
pgbench (14.6 (Debian 14.6-1.pgdg110+1))
starting vacuum...end.
progress: 5.0 s, 2772.9 tps, lat 6.953 ms stddev 28.840
progress: 10.0 s, 2929.0 tps, lat 6.821 ms stddev 28.608
progress: 15.0 s, 3542.1 tps, lat 5.657 ms stddev 26.976
progress: 20.0 s, 4050.2 tps, lat 4.938 ms stddev 25.173
progress: 25.0 s, 5362.8 tps, lat 3.708 ms stddev 21.746
progress: 30.0 s, 8634.2 tps, lat 2.299 ms stddev 15.844
transaction type: multiple scripts
scaling factor: 20
query mode: simple
number of clients: 20
number of threads: 2
duration: 30 s
number of transactions actually processed: 136475
latency average = 4.387 ms
latency stddev = 23.263 ms
initial connection time = 116.107 ms
tps = 4536.915483 (without initial connection time)
SQL script 1: <builtin: select only>
- weight: 1 (targets 25.0% of total)
- 34159 transactions (25.0% of total, tps = 1135.566924)
- latency average = 16.393 ms
- latency stddev = 44.368 ms
SQL script 2: custom-script.sql
- weight: 3 (targets 75.0% of total)
- 101368 transactions (74.3% of total, tps = 3369.833659)
- latency average = 0.373 ms
- latency stddev = 0.639 ms
這邊使用了 -b 指定內建的 select-only 腳本，使用 -f 指定了 custom-script.sql 這個檔案作為腳本。並設定 weight 按照 1 比 3 的比例執行。
自定義的腳本有一些語法、函式可以使用，詳細內容參考文件。
實際測試
測試目標：了解在單純查詢（select-only）的情形下，單一 PostgreSQL Server 與兩台做 Load Balancing 的差距。
簡易架構：基準測試執行環境以及兩台 PostgreSQL Server 都使用 2vCPU 8GB RAM 的 VM。
首先是針對單一 Server 做測試
$ pgbench -h 10.0.1.100 -U developer -T 60 -P 5 -j 2 -c 20 -b select-only postgres
# 輸出結果（省略部分）：
transaction type: <builtin: select only>
scaling factor: 30
query mode: simple
number of clients: 20
number of threads: 2
maximum number of tries: 1
duration: 60 s
number of transactions actually processed: 831628
number of failed transactions: 0 (0.000%)
latency average = 1.437 ms
latency stddev = 0.334 ms
initial connection time = 91.408 ms
tps = 13880.704271 (without initial connection time)
可以看到針對單一 PostgreSQL Server 做測試的結果，使用 select-only 的腳本的 tps 約 13000-14000。
接著透過 Load Balancer 讓查詢請求可以分配到兩台 PostgreSQL Server：
$ pgbench -h 10.0.1.2 -U developer -T 60 -P 5 -j 2 -c 20 -b select-only postgres
# 輸出結果（省略部分）：
transaction type: <builtin: select only>
scaling factor: 30
query mode: simple
number of clients: 20
number of threads: 2
maximum number of tries: 1
duration: 60 s
number of transactions actually processed: 1685231
number of failed transactions: 0 (0.000%)
latency average = 0.702 ms
latency stddev = 0.412 ms
initial connection time = 85.166 ms
tps = 28126.510289 (without initial connection time)
可以看到，在同等條件下，將查詢分配到兩台 Server 上能夠獲得超過兩倍的 tps 提升。
其他
執行 pgbench 時還有很多不同的選項，例如指定 transaction 的執行速率，或是設定每個 client 執行多少次而不是限制執行時間，初始化的步驟也有不同選項可以指定。