一、测试环境配置
1.1 硬件平台
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服务器配置矩阵：
规格 CPU 内存存储网络
入门型16核 AMD EPYC 730264GB1TBNVMe10Gbps
标准型32核Intel6348H128GB2TBNVMe25Gbps
性能型64核 AMD EPYC 7763256GB4TBNVMe40Gbps
旗舰型96核Intel8480+512GB8TBNVMe100Gbps
集群规模：每种配置3节点起步
系统环境：Ubuntu22.04 LTS
1.2 测试数据库版本
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产品版本特点
TiDB v7.1.0兼容MySQL、HTAP
CockroachDB v23.1.6强一致性、全球部署
YugabyteDB v2.19.0兼容PostgreSQL
VoltDB v11.4内存优化、低延迟
二、OLTP性能测试
2.1 基准测试
python
def oltp_benchmark(db_config):
"""
OLTP基准测试
"""
results ={
'tps':[],
'latency':[],
'errors':[]
}
# 使用sysbench进行OLTP测试
cmd = f"""
sysbench oltp_read_write
--db-driver={db_config['driver']}
--mysql-host={db_config['host']}
--mysql-port={db_config['port']}
--mysql-user={db_config['user']}
--mysql-password={db_config['password']}
--mysql-db={db_config['database']}
--table_size=10000000
--tables=10
--threads={db_config['threads']}
--time=600
run
"""
output = subprocess.run(
cmd, shell=True, capture_output=True, text=True
)
results['tps']= parse_tps(output.stdout)
results['latency']= parse_latency(output.stdout)
results['errors']= parse_errors(output.stdout)
return results
测试结果：
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OLTP性能（TPS）：
配置TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
入门型3,2002,8002,6004,500
标准型6,8005,9005,5009,200
性能型12,50010,80010,20016,800
旗舰型22,00019,50018,20028,500
平均延迟（ms）：
操作TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
读取2.83.23.51.5
更新5.56.26.83.2
插入4.24.85.22.5
删除3.84.34.62.2
2.2 分布式事务测试
python
# 分布式事务性能测试
classTransactionTester:
def __init__(self):
self.scenarios ={
'cross_region':self.test_cross_region,
'high_contention':self.test_high_contention,
'large_transaction':self.test_large_transaction
}
def test_cross_region(self, config):
"""跨区域事务测试"""
metrics ={
'latency':[],
'commit_rate':[],
'rollback_rate':[]
}
for _ in range(config['iterations']):
result =self.run_cross_region_tx()
metrics['latency'].append(result['latency'])
metrics['commit_rate'].append(result['commit_rate'])
metrics['rollback_rate'].append(result['rollback_rate'])
returnself.analyze_metrics(metrics)
分布式事务性能：
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跨区域事务（3数据中心）：
指标TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
提交延迟(ms)220185195150
成功率(%)99.9599.9899.9699.99
吞吐量(TPS)8507206801,200
高并发场景：
指标TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
冲突率(%)0.50.40.60.3
回滚率(%)0.80.60.90.5
平均延迟(ms)18222512
三、扩展性测试
3.1 线性扩展能力
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集群扩展性能（相对3节点基准）：
节点数TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
3节点100%100%100%100%
6节点185%190%180%195%
9节点265%275%255%285%
12节点340%355%325%370%
资源利用率：
指标TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
CPU利用率65%70%72%60%
内存使用率75%78%80%85%
磁盘IO利用率55%58%60%45%
网络带宽使用45%48%50%40%
3.2 容量扩展测试
python
def capacity_test(config):
"""容量扩展测试"""
datasets =[
{'size':'100GB','records':100000000},
{'size':'500GB','records':500000000},
{'size':'1TB','records':1000000000},
{'size':'5TB','records':5000000000}
]
results ={}
for dataset in datasets:
# 数据加载测试
load_time = measure_load_time(dataset)
# 查询性能测试
query_perf = measure_query_performance(dataset)
# 存储效率测试
storage_efficiency = measure_storage_efficiency(dataset)
results[dataset['size']]={
'load_time': load_time,
'query_perf': query_perf,
'storage_efficiency': storage_efficiency
}
return results
四、特性对比
4.1 SQL兼容性
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SQL特性支持度：
特性TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
DDL完整性95%90%92%85%
DML完整性98%95%96%90%
事务隔离级别 SI SI SI SI
存储过程部分支持部分支持完全支持部分支持
窗口函数支持支持支持部分支持
4.2 运维特性
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运维功能对比：
功能TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
在线扩缩容支持支持支持支持
在线升级支持支持部分支持支持
备份恢复支持支持支持支持
监控告警完善完善基础完善
故障自愈支持支持支持部分支持
五、成本分析
5.1 硬件成本
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三年TCO评估（万元/套）：
成本项目TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
硬件投入150145148160
软件授权120180150200
运维人力80758570
培训支持30353240
总成本380435415470
性能成本比：
指标TiDBCockroachDBYugabyteDBVoltDB
TPS/万元57.944.843.960.6
存储成本/TB 1.2万1.4万1.3万1.5万
运维成本/月2.2万2.1万2.4万1.9万
5.2 场景推荐
金融交易场景
推荐：VoltDB/TiDB
原因：低延迟、强一致性
适用：证券交易、支付系统
全球化业务
推荐：CockroachDB
原因：多区域部署成熟
适用：跨国业务、全球电商
混合负载
推荐：TiDB
原因：HTAP能力强
适用：实时分析、业务系统
实践建议
回到开篇提到的性能需求，我们的建议是：
规模评估
根据实际数据量选择集群规模
预留50%性能余量
规划合理的分片策略
架构设计
成本优化
