軟件擴展能力是軟件架構設計中的一個關鍵要素，具有良好擴展能力的軟件能夠充分利用新增的硬件資源。當軟件性能與硬件增加保持同步比例增長時，我們稱這種現象為軟件具有線性擴展能力。要實現這種線性擴展并不簡單，它要求軟件架構精心設計，能夠最大化硬件性能的利用，同時減少內部資源消耗。這需要對現有架構進行深入的優化和調整。

為了驗證 TDengine 是否具備線性擴展能力，我們可以采取以下測試方法：首先識別出可能成為性能瓶頸的硬件資源，然后逐步增加這類資源，觀察軟件性能的變化。典型的測試焦點包括 CPU 和磁盤，因為這兩者是計算機資源中最常見的擴展點。下面我們將從這兩方面來進行測試驗證。

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TDengine CPU 線性擴展能力

測試目的

驗證在帶寬、IO 及內存不是瓶頸，僅 CPU 是瓶頸的情況下，寫入速度應與 CPU 核數成正比。

測試方法

測試系統：使用 TDengine 官網發布的 docker 鏡像，TDengine 版本為 V3.3.0.0

測試工具：taosBenchmark

表結構：TDengine 官網智能電表結構

增加 CPU 核數方法：docker 綁定固定數量 CPU 技術

兩階段配置方法：

1 ~ 4 核 VGROUP 為 4 ，寫入線程數為 4

5 ~ 12 核 VGROUP 為 12 ，寫入線程數為 12

使用兩階段配置，讓 CPU 始終保持在瓶頸狀態

測試參數

數據庫：1 個

超級表：1 個

子表數：100 個

每子表行數：100W

總數據量：1 億

測試結果

磁盤為 SSD，寫入最高可達 ：350M/秒，IO 非常富余

帶寬：客戶端服務器同一臺機器，帶寬可認為無限制

數據解讀

• 在 4 核時 CPU 使用率降至 88%，若再增加 CPU 可能 CPU 不會再成為瓶頸，所以升級配置至 12 個 VGROUPS、12 寫入線程，讓 CPU 始終保持在瓶頸狀態下

• 每增加一個 CPU，寫入性能線性提升約 50W 左右，符合線程增長預期

• 磁盤 IO 基本與寫入速度增長保持一致

測試結論： 與預期一致

02

TDengine IO 線性擴展能力

測試目的

驗證在CPU、帶寬及內存不是瓶頸，僅 IO 是瓶頸情況下，寫入速度應與增加的磁盤個數成正比。

測試方法

測試系統：Linux Ubuntu 20.4 操作系統

硬件配置：CPU 24 核， 64 GB 內存，掛三塊普通 5400 轉低速機械盤（選擇性能普通的硬盤，有利于很快打滿 IO，達到 IO 成為瓶頸的條件 ）

TDengine：版本 V3.3.0.0

測試工具：taosBenchmark

表結構： 

（每行長度 32618 字節，使用大寬行，更能把 IO 打滿）

增加磁盤方法：使用同級掛載多塊磁盤技術

測試參數

數據庫：1 個 VGROUP 16

超級表：1 個

子表數：100 個

每子表行數：1W

總數據量：100W

taosBenchmark ：

寫入線程數 = 16 個

寫入方式 = stmt vgroup 綁定線程快速寫入方法

測試結果

• CPU: 24 核 CPU ，大部分都為空閑，CPU 非常富余
• 帶寬：客戶端服務器同一臺機器，帶寬可認為無限制
• Commit 線程數是數據落盤的線程數，直接操作 IO 
• 磁盤掛載到 3 塊后，需求加大 Commit 線程數，才能打滿 IO

數據解讀

從數據上可看出，每增加一塊磁盤，寫入性能也會成比例增長，新增磁盤 IO 被充分使用。

測試結論： 與預期一致

03

寫在最后

通過對 TDengine 服務器的 CPU 和磁盤資源進行擴展實驗，我們驗證了其對硬件資源的利用能力。實驗結果表明，TDengine 展現出了顯著的線性擴展能力，這證明了其具備優秀的架構設計和先進的設計理念。TDengine 能夠有效地利用增加的硬件資源，這不僅提升了性能，也優化了資源的整體使用效率。這種能力是 TDengine 高效處理大規模數據需求的關鍵因素。