[未完待续] HTAP数据库 PostgreSQL 场景与性能测试之 44 - (OLTP) 空间应用 - 空间包含查询(输入多边形 包含 表内空间对象)
背景
PostgreSQL是一个历史悠久的数据库，历史可以追溯到1973年，最早由2014计算机图灵奖得主，关系数据库的鼻祖Michael_Stonebraker 操刀设计，PostgreSQL具备与Oracle类似的功能、性能、架构以及稳定性。
PostgreSQL社区的贡献者众多，来自全球各个行业，历经数年，PostgreSQL 每年发布一个大版本，以持久的生命力和稳定性著称。
2017年10月，PostgreSQL 推出10 版本，携带诸多惊天特性，目标是胜任OLAP和OLTP的HTAP混合场景的需求：
《最受开发者欢迎的HTAP数据库PostgreSQL 10特性》
1、多核并行增强
2、fdw 聚合下推
3、逻辑订阅
4、分区
5、金融级多副本
6、json、jsonb全文检索
7、还有插件化形式存在的特性，如 向量计算、JIT、SQL图计算、SQL流计算、分布式并行计算、时序处理、基因测序、化学分析、图像分析 等。
在各种应用场景中都可以看到PostgreSQL的应用：
PostgreSQL近年来的发展非常迅猛，从知名数据库评测网站dbranking的数据库评分趋势，可以看到PostgreSQL向上发展的趋势：
从每年PostgreSQL中国召开的社区会议，也能看到同样的趋势，参与的公司越来越多，分享的公司越来越多，分享的主题越来越丰富，横跨了 传统企业、互联网、医疗、金融、国企、物流、电商、社交、车联网、共享XX、云、游戏、公共交通、航空、铁路、军工、培训、咨询服务等 行业。
接下来的一系列文章，将给大家介绍PostgreSQL的各种应用场景以及对应的性能指标。
环境
环境部署方法参考：
《PostgreSQL 10 + PostGIS + Sharding(pg_pathman) + MySQL(fdw外部表) on ECS 部署指南(适合新用户)》
阿里云 ECS：56核，224G，1.5TB*2 SSD云盘。
操作系统：CentOS 7.4 x64
数据库版本：PostgreSQL 10
PS：ECS的CPU和IO性能相比物理机会打一定的折扣，可以按下降1倍性能来估算。跑物理主机可以按这里测试的性能乘以2来估算。
场景 - 空间应用 - 空间包含查询 (OLTP)
1、背景
基于空间的应用，空间包含，点面判断等。例如电子围栏、菜鸟AOI（调度）、等业务。
2、设计
1张多边形表，1亿个多边形，多边形无相交。
输入一个随机的点，判断这个点被1亿个多边形中的哪些多边形包含。
3、准备测试表
create table t_polygon (
id int primary key,
po box
);
4、准备测试函数(可选)
5、准备测试数据
with a as (select id, (random()*10000)::int x, (random()*10000)::int y from generate_series(1,100000000) t(id))
insert into t_polygon select id, box(point(x,y), point(x+1,y+1)) from a;
create index idx_t_polygon_po on t_polygon using gist(po);
6、准备测试脚本
vi test.sql
\set x random(1,10000)
\set y random(1,10000)
select * from t_polygon where po @> box(point(:x-0.5, :y-0.5), point(:x-0.5, :y-0.5));
7、测试
CONNECTS=112
TIMES=300
export PGHOST=$PGDATA
export PGPORT=1999
export PGUSER=postgres
export PGPASSWORD=postgres
export PGDATABASE=postgres
pgbench -M prepared -n -r -f ./test.sql -P 5 -c $CONNECTS -j $CONNECTS -T $TIMES
8、测试结果
transaction type: ./test.sql
scaling factor: 1
query mode: prepared
number of clients: 112
number of threads: 112
duration: 300 s
number of transactions actually processed: 83609101
latency average = 0.402 ms
latency stddev = 0.532 ms
tps = 278634.745397 (including connections establishing)
tps = 278708.337831 (excluding connections establishing)
script statistics:
- statement latencies in milliseconds:
0.002 \set x random(1,10000)
0.001 \set y random(1,10000)
0.404 select * from t_polygon where po @> box(point(:x-0.5, :y-0.5), point(:x-0.5, :y-0.5));
TPS： 278708
平均响应时间： 0.402 毫秒
参考
《PostgreSQL、Greenplum 应用案例宝典《如来神掌》 - 目录》
《PostgreSQL 使用 pgbench 测试 sysbench 相关case》
https://www.postgresql.org/docs/10/static/pgbench.html