在查詢性能評估部分，我們使用場景一（只包含 4 天數(shù)據(jù)，這個修改與[7]中要求一致）和場景二作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集。在查詢性能評估之前，對于 TimescaleDB, 我們采用[7]中推薦配置，設(shè)置為 8 個 Chunk ，以確保其充分發(fā)揮查詢性能。在整個查詢對比中，TDengine 數(shù)據(jù)庫的虛擬節(jié)點數(shù)量（vnodes）保持為默認(rèn)的 6 個，其他的數(shù)據(jù)庫參數(shù)配置為默認(rèn)值。

1 4,000 devices × 10 metrics查詢性能對比

由于部分類型（分類標(biāo)準(zhǔn)參見[7] ）單次查詢響應(yīng)時間非常短，為了更加準(zhǔn)確地測量每個查詢場景的較為穩(wěn)定的響應(yīng)時間，我們將單個查詢運行次數(shù)提升到 5,000 次，然后使用  TSBS 自動統(tǒng)計并輸出結(jié)果，最后結(jié)果是 5,000 次查詢的算數(shù)平均值，使用并發(fā)客戶端 Workers 數(shù)量為 8。首先我們提供場景二 （4,000 設(shè)備）的查詢性能對比結(jié)果。

表 1. 4,000 devices × 10 metrics（場景二）查詢性能對比表（單位： ms）

查詢分類		TDengine	TimescaleDB	TimescaleDB/TDengine
Simple Rollups	single-groupby-1-1-1	0.94	3.27	347.87%
	single-groupby-1-1-12	1.92	5.07	264.06%
	single-groupby-1-8-1	2.09	4.56	218.18%
	single-groupby-5-1-1	1.08	3.34	309.26%
	single-groupby-5-1-12	3.00	7.02	234.00%
	single-groupby-5-8-1	2.60	9.6	369.23%
Aggregates	cpu-max-all-1	1.30	5.54	426.15%
	cpu-max-all-8	3.36	23.72	705.95%
Double-Rollups	double-groupby-1	266.69	5467.91	2050.29%
	double-groupby-5	446.23	10984.63	2461.65%
	double-groupby-all	686.42	16660.7	2427.19%
Thresholds	high-cpu-1	2.23	4.05	181.61%
	high-cpu-all	3,508.00	4328.64	123.39%
Complex Queries	groupby-orderby-limit	1,527.02	12784.92	837.25%
	lastpoint	133.13	755.37	567.39%

下面我們對每個查詢結(jié)果做一定的分析說明：

由于 Simple Rollups 的整體查詢響應(yīng)時間非常短，制約查詢響應(yīng)時間主體因素并不是查詢涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模，即這種類型查詢的瓶頸并不是數(shù)據(jù)規(guī)模。但是 TDengine 仍然在所有類型的查詢響應(yīng)時間上優(yōu)于 TimescaleDB，具體的數(shù)值比較請參見表 1 中的詳細(xì)數(shù)據(jù)表格。

在  Aggregates 類型的查詢中，我們看到 TDengine 查詢性能相比于 TimescaleDB 有比較大的優(yōu)勢，TDengine 在 cpu-max-all-8 查詢性能是 TimescaleDB 的 6 倍。

在 Double-rollups 類型查詢中， TDengine 展現(xiàn)出巨大的性能優(yōu)勢，其查詢響應(yīng)時間來度量，double-groupby-5 和 double-groupby-all 的查詢性能是 TimescaleDB 的 24 倍。

如圖 4、圖 5 所示 threshold 類型的查詢，TDengine 的查詢響應(yīng)時間均顯著低于 TimescaleDB。在 high-cpu-all 類型的查詢上，TDengine 的性能是 TimescaleDB 的 1.23 倍。

對于 Complex-queries 類型的查詢，TDengine 兩個查詢均大幅領(lǐng)先 TimescaleDB。在 lastpoint 查詢中，查詢性能是 TimescaleDB 的 5 倍。在 groupby-orderby-limit 場景中查詢性能是 TimescaleDB的 8 倍。在時間窗口聚合的查詢過程中，TimescaleDB 針對規(guī)模較大的數(shù)據(jù)集其查詢性能不佳（double rollups 類型查詢），對于 groupby-orderby-limit 的查詢，其性能上表現(xiàn)同樣不是太好。

2 資源開銷對比

由于部分查詢持續(xù)時間特別短，并不能完整地看到查詢過程中服務(wù)器的 IO/CPU/網(wǎng)絡(luò)情況。我們針對場景二以 Double rollups 類別中的 double-groupby-5 查詢?yōu)槔?，?zhí)行 1,000 次查詢，記錄整個過程中 TDengine、TimescaleDB 兩個軟件系統(tǒng)在查詢執(zhí)行的整個過程中服務(wù)器 CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)的開銷進(jìn)行對比。

如圖 7 可以看到，兩個系統(tǒng)在整個查詢過程中 CPU 的使用均較為平穩(wěn)。TDengine 在查詢過程中整體 CPU 占用約 80%, 使用的 CPU 資源最高，TimescaleDB 在查詢過程中瞬時 CPU 占用約 38%。由于 TDengine 完成全部查詢的時間僅 TimescaleDB 1/20，雖然 CPU 穩(wěn)定值是 TimescaleDB 的 2 倍多，整體的 CPU 計算時間消耗只有其 1/10 。

服務(wù)器內(nèi)存狀況

如圖 8 所示，在整個查詢過程中，TDengine 內(nèi)存維持了一個相對平穩(wěn)的狀態(tài)。TimescaleDB 在整個查詢過程中內(nèi)存呈現(xiàn)增加的狀態(tài)，查詢完成后即恢復(fù)到初始狀態(tài)。

服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)帶寬

圖 9 展示了查詢過程中服務(wù)器端上行和下行的網(wǎng)絡(luò)帶寬情況，負(fù)載狀況基本上和 CPU 狀況相似。TDengine 網(wǎng)絡(luò)帶寬開銷較高，因為在最短的時間內(nèi)就完成了全部查詢，需要將查詢結(jié)果返回給客戶端。TimescaleDB 開銷較低，但持續(xù)時間長。

3 100 devices × 10 metrics 查詢性能對比

對于場景一(100 devices x 10 metrics)，TSBS 的 15 個查詢對比結(jié)果如下：

表 2. Timescale 相對于 TDengine 查詢響應(yīng)時間比率 (單位：ms)

查詢分類		TDengine	TimescaleDB	TimescaleDB/TDengine
Simple Rollups	single-groupby-1-1-1	0.91	2.93	321.98%
	single-groupby-1-1-12	1.83	4.87	266.12%
	single-groupby-1-8-1	2.09	4.30	205.74%
	single-groupby-5-1-1	1.03	3.19	309.71%
	single-groupby-5-1-12	2.94	6.38	217.01%
	single-groupby-5-8-1	2.63	5.91	224.71%
Aggregates	cpu-max-all-1	1.27	5.55	437.01%
	cpu-max-all-8	3.46	22.83	659.83%
Double-Rollups	double-groupby-1	7.79	116.66	1497.56%
	double-groupby-5	12.10	346.48	2863.47%
	double-groupby-all	17.31	489.04	2825.19%
Thresholds	high-cpu-1	2.05	3.92	191.22%
	high-cpu-all	96.75	104.68	108.20%
Complex Queries	groupby-orderby-limit	47.48	367.40	773.80%
	lastpoint	3.95	17.64	446.58%

如表 2 所示，在更小規(guī)模的數(shù)據(jù)集（100設(shè)備）上的查詢對比可以看到，整體上 TDengine 同樣展現(xiàn)出極好的性能，在全部的查詢語句中全面優(yōu)于 TimescaleDB，部分查詢性能超過 TimescaleDB 28 倍。

>> TimescaleDB vs. TDengine 其他性能對比測試具體結(jié)果與分析

• 時序數(shù)據(jù)庫寫入性能對比：TimescaleDB vs. TDengine
• 時序數(shù)據(jù)庫磁盤空間占用對比：TimescaleDB vs. TDengine