RISC-V公测平台发布 · 数据库在RISC-V服务器上的适配评估

前言

上一期讲到YCSB在RISC-V服务器上对MySQL进行性能测试（RISC-V公测平台发布 · 使用YCSB测试SG2042上的MySQL性能），在这一期文章中，我们继续深入讨论RISC-V+数据库的应用。本期就继续利用HS-2平台来测试数据库软件在RISC-V服务器上的兼容性。

参与此次实验的数据库如下：

Redis

MongoDB5

PostgreSQL

TiDB

MySQL/MariaDB

实验机配置如下：

处理器：SG2042（64核心）

内存：32GB

操作系统：Ubuntu 22.10 (GNU/Linux 6.1.31 riscv64)

一、MySQL/MariaDB

在上一期中，为了测试YCSB（Yahoo! Cloud Serving Benchmark）性能测试软件，顺便测试了MySQL在RISC-V服务器上的兼容性。

MySQL数据库服务是一个完全托管的数据库服务，可使用世界上最受欢迎的开源数据库来部署云原生应用程序。它是百分百由MySQL原厂开发，管理和提供支持。

直接使用包管理器安装MySQL：

sudo apt-get install mysql-server

当然除了包管理器安装，也尝试了编译安装MySQL，结果提示编译失败，因此，MySQL不能直接通过编译安装MySQL，而需要在编译之前打上相关补丁，然后再编译。

同时也测试了MariaDB在RISC-V服务器上的兼容性，MariaDB是一个通用的开源关系数据库管理系统。它是世界上最受欢迎的数据库服务器之一， MariaDB在GPLv2开源许可下发布，并保证保持开源。

先尝试直接通过包管理器安装：

sudo apt-get install mariadb-server

在通过包管理器安装并正常运行后，接下来就尝试通过编译安装MariaDB。

先下载MariaDB的源码包并解压：

wget

https://dlm.mariadb.com/3239838/MariaDB/mariadb-11.0.2/source/mariadb-11.0.2.tar.gz

进入MariaDB源码文件夹：

tar -xzvf mariadb-11.0.2.tar.gz

执行cmake并编译：

cmake . -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mariadb -DMYSQL_DATADIR=/home/mariadb 
-DSYSCONFDIR=/etc -DWITHOUT_TOKUDB=1 -DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 
-DWITH_ARCHIVE_STPRAGE_ENGINE=1 -DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1 
-DWIYH_READLINE=1 -DWIYH_SSL=system -DVITH_ZLIB=system -DWITH_LOBWRAP=0 
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/tmp/mysql.sock -DDEFAULT_CHARSET=utf8 
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci
make -j64
sudo make install -j1

打开配置文件并编辑：

vim /home/mariadb/my.cnf

启动服务器并测试是否能连接数据库服务器：

sudo /usr/local/mariadb/bin/mysqld_safe --user=mysql --skip-grant-tables
/usr/local/mariadb/bin/mariadb

连接成功！

二、Redis

接下来就是Redis了，Redis全称为REmote DIctionary Server（Redis），由 Salvatore Sanfilippo编写。是一个开源的、使用 ANSI C 语言编写、遵守 BSD 协议、支持网络、可基于内存、分布式、可选持久性的键值对（Key-Value）的存储数据库，并提供多种语言的 API。

Redis 通常被称为数据结构服务器，因为值（value）可以是字符串（String）、哈希（Hash）、列表（list）、集合（sets）和有序集合（sorted sets）等类型。

通过APT安装Redis：

sudo apt install redis-server

然后启动Redis服务：

sudo servcie redis-server start

进入redis-cli：

redis-cli

如果能进入Redis Shell那就说明安装成功。

编译安装：

wget

https://github.com/redis/redis/archive/refs/tags/7.0.12.tar.gz

解压：

tar -xzvf 7.0.12.tar.gz

进入Redis文件夹：

cd redis-7.0.12/

编译：

make BUILD_TLS=yes USE_SYSTEMD=yes -j64

测试一下（可选）：

make test

安装：

sudo make install

启动服务器：

redis-server
redis-server &（后台运行）
运行redis-benchmark压力测试（10万次请求，20个客户端），以CSV文件形式输出。
redis-benchmark -n 100000 -c 20 --csv

结果如下：

因此Redis通过APT安装和编译安装两种方式均可以。

三、MongoDB

接下来就是MongoDB，MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。由 C++ 语言编写。旨在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品，是非关系数据库当中功能最丰富，最像关系数据库的。

通过APT安装MongoDB：

sudo apt install mongodb

结果提示不支持通过apt安装，因此我们选择源码编译安装。

下载源码包：

wget

https://fastdl.mongodb.org/src/mongodb-src-r6.0.8.tar.gz

解压缩：

tar -xzvf mongodb-src-r6.0.8.tar.gz

进入mongodb源码文件夹：

cd mongodb-src-r6.0.8/

编译：

python3 buildscripts/scons.py install-mongod -j64

结果编译失败：

在安装相关的包以后，依旧无法编译。

四、PostgreSQL

然后就是PostgreSQL，PostgreSQL 是一个免费的对象-关系数据库服务器(ORDBMS)，在灵活的BSD许可证下发行。PostgreSQL 开发者把它念作 post-gress-Q-L。PostgreSQL 的 Slogan 是 "世界上最先进的开源关系型数据库"。

通过APT安装：

apt-get install postgresql postgresql-client

测试一下：

sudo -i -u postgres
psql

编译安装：

下载源代码：

wget

https://ftp.postgresql.org/pub/source/v15.3/postgresql-15.3.tar.gz

解压：

tar -xzvf postgresql-15.3.tar.gz

新建pg文件夹：

mkdir pg

进入：

cd postgresql-15.3/

配置：

./configure --prefix=/home/perfxlab01/pg

编译并安装：

make world -j64
make install-world -j64
进入~/pg/

初始化数据库：

./bin/initdb -D ./data/

启动数据库：

bin/pg_ctl -D ./data/ -l logfile start

成功启动数据库后，接下来就是测试数据库性能了。PostgreSQL和Redis一样也自带了压力测试程序。

新建用于压力测试的数据库：

bin/psql -U postgres -h localhost
（进入psql shell）
CREATE DATABASE test;
（退出psql shell）

初始化用于压力测试的数据库：

bin/pgbench -i test

开始压力测试：

bin/pgbench -c 100 -T 300 -j 64 test

压力测试结果如下：

pgbench (15.3)
transaction type: <builtin: TPC-B (sort of)>
scaling factor: 1
query mode: simple
number of clients: 100
number of threads: 64
maximum number of tries: 1
duration: 300 s
number of transactions actually processed: 93122
number of failed transactions: 0 (0.000%)
latency average = 322.405 ms
initial connection time = 156.199 ms
tps = 310.168586 (without initial connection time)
statement latencies in milliseconds and failures:
0.005           0  \set aid random(1, 100000 * :scale)
0.002           0  \set bid random(1, 1 * :scale)
0.002           0  \set tid random(1, 10 * :scale)
0.002           0  \set delta random(-5000, 5000)
0.201           0  BEGIN;
1.144           0  UPDATE pgbench_accounts SET abalance = abalance + :delta WHERE aid = :aid;
0.429           0  SELECT abalance FROM pgbench_accounts WHERE aid = :aid;
290.788           0  UPDATE pgbench_tellers SET tbalance = tbalance + :delta WHERE tid = :tid;
26.624           0  UPDATE pgbench_branches SET bbalance = bbalance + :delta WHERE bid = :bid;
0.432           0  INSERT INTO pgbench_history (tid, bid, aid, delta, mtime) VALUES (:tid, :bid, :aid, :delta, CURRENT_TIMESTAMP);
2.556           0  END;

五、TiDB

接下来就是TiDB了，TiDB 是 PingCAP 公司自主设计、研发的开源分布式关系型数据库。该数据库使用Go语言编写。

下载最新版的TiDB源码包以后解压并进入源码文件夹，然后编译：

tar -xzvf tidb-7.1.1.tar.gz
cd tidb-7.1.1/
make

结果编译失败：

同时也尝试了通过脚本安装，结果提示不支持该架构。

总结：

通过此次实验，得出了以下结果。

数据库	APT安装/脚本安装	编译安装
Redis	√	√
MongoDB	×	×
PostgreSQL	√	√
TiDB	×	×
MySQL	√	×
MariaDB	√	√

1、上一期我就提到MySQL不支持直接通过编译安装，只能通过打Ubuntu提供的补丁才能编译（详见MySQL server fails to build on RISC-V 64），而MariaDB通过编译安装或包管理器安装两种方式均可以。但是通过编译安装后后续要作进一步手工配置（教程见参考资料），而通过包管理器安装系统自动给你配置好，开箱即用，因此建议通过APT（包管理器）安装MySQL/MariaDB，更加省时方便。

2、目前测试的四款数据库软件中，MongoDB只有适用于Ubuntu 22.04 LTS的软件包，而TiDB无论是脚本安装还是编译安装均不支持riscv64。因此希望这两个数据库在RISC-V架构上的支持再加把劲。

3、此次兼容性测试中表现最亮眼的是PostgreSQL和Redis，这两者编译下来都挺顺利，而且还能正常运行。说明这两个数据库对riscv64的兼容性做得是非常好。尤其是PostgreSQL，之前PostgreSQL BuildFarm里有社区成员使用riscv64平台上的编译器编译成功了。因此PostgreSQL能够在riscv64平台上成功编译并运行就是必然的了。

4、Redis和PostgreSQL都自带了压力测试工具，Redis的redis-benchmark设置好压力测试参数，然后只要等测试结果出炉即可，而PostgreSQL的pgbench相比于redis-benchmark，只要在设置压力测试参数前再加创建测试数据库和初始化测试数据库这两步即可。因此，自带压力测试程序这一点，对于这两个数据库来说是加分项，因为使用自带的压力测试程序可以帮助使用者了解到该服务器在数据库方面上的性能。

参考资料：