1 测试环境

1.1 硬件信息

CPU Memory 网卡 磁盘
48 Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v4 @ 2.20GHz 128G 10000Mbps 750GB SSD

1.2 软件信息

1.2.1 测试用例

测试使用graphdb-benchmark，一个图数据库测试集。该测试集主要包含4类测试：

  • Massive Insertion，批量插入顶点和边，一定数量的顶点或边一次性提交

  • Single Insertion，单条插入，每个顶点或者每条边立即提交

  • Query，主要是图数据库的基本查询操作：

    • Find Neighbors，查询所有顶点的邻居
    • Find Adjacent Nodes，查询所有边的邻接顶点
    • Find Shortest Path，查询第一个顶点到100个随机顶点的最短路径

  • Clustering，基于Louvain Method的社区发现算法

1.2.2 测试数据集

测试使用人造数据和真实数据

本测试用到的数据集规模
名称 vertex数目 edge数目 文件大小
email-enron.txt 36,691 367,661 4MB
com-youtube.ungraph.txt 1,157,806 2,987,624 38.7MB
amazon0601.txt 403,393 3,387,388 47.9MB

1.3 服务配置

  • HugeGraph版本：0.4.4，RestServer和Gremlin Server和backends都在同一台服务器上
  • Cassandra版本：cassandra-3.10，commitlog和data共用SSD
  • RocksDB版本：rocksdbjni-5.8.6
  • Titan版本：0.5.4, 使用thrift+Cassandra模式

graphdb-benchmark适配的Titan版本为0.5.4

2 测试结果

2.1 Batch插入性能

Backend email-enron(30w) amazon0601(300w) com-youtube.ungraph(300w)
Titan 9.516 88.123 111.586
RocksDB 2.345 14.076 16.636
Cassandra 11.930 108.709 101.959
Memory 3.077 15.204 13.841

说明

  • 表头"（）“中数据是数据规模，以边为单位
  • 表中数据是批量插入的时间，单位是s
  • 例如，HugeGraph使用RocksDB插入amazon0601数据集的300w条边，花费14.076s，速度约为21w edges/s
结论
  • RocksDB和Memory后端插入性能优于Cassandra
  • HugeGraph和Titan同样使用Cassandra作为后端的情况下，插入性能接近

2.2 遍历性能

2.2.1 术语说明
  • FN(Find Neighbor), 遍历所有vertex, 根据vertex查邻接edge, 通过edge和vertex查other vertex
  • FA(Find Adjacent), 遍历所有edge，根据edge获得source vertex和target vertex
2.2.2 FN性能
Backend email-enron(3.6w) amazon0601(40w) com-youtube.ungraph(120w)
Titan 7.724 70.935 128.884
RocksDB 8.876 65.852 63.388
Cassandra 13.125 126.959 102.580
Memory 22.309 207.411 165.609

说明

  • 表头”（）“中数据是数据规模，以顶点为单位
  • 表中数据是遍历顶点花费的时间，单位是s
  • 例如，HugeGraph使用RocksDB后端遍历amazon0601的所有顶点，并查找邻接边和另一顶点，总共耗时65.852s
2.2.3 FA性能
Backend email-enron(30w) amazon0601(300w) com-youtube.ungraph(300w)
Titan 7.119 63.353 115.633
RocksDB 6.032 64.526 52.721
Cassandra 9.410 102.766 94.197
Memory 12.340 195.444 140.89

说明

  • 表头”（）“中数据是数据规模，以边为单位
  • 表中数据是遍历边花费的时间，单位是s
  • 例如，HugeGraph使用RocksDB后端遍历amazon0601的所有边，并查询每条边的两个顶点，总共耗时64.526s
结论
  • HugeGraph RocksDB > Titan thrift+Cassandra > HugeGraph Cassandra > HugeGraph Memory

2.3 HugeGraph-图常用分析方法性能

术语说明
  • FS(Find Shortest Path), 寻找最短路径
  • K-neighbor，从起始vertex出发，通过K跳边能够到达的所有顶点, 包括1, 2, 3…(K-1), K跳边可达vertex
  • K-out, 从起始vertex出发，恰好经过K跳out边能够到达的顶点
FS性能
Backend email-enron(30w) amazon0601(300w) com-youtube.ungraph(300w)
Titan 11.333 0.313 376.06
RocksDB 44.391 2.221 268.792
Cassandra 39.845 3.337 331.113
Memory 35.638 2.059 388.987

说明

  • 表头”（）“中数据是数据规模，以边为单位
  • 表中数据是找到从第一个顶点出发到达随机选择的100个顶点的最短路径的时间，单位是s
  • 例如，HugeGraph使用RocksDB查找第一个顶点到100个随机顶点的最短路径，总共耗时2.059s
结论
  • 在数据规模小或者顶点关联关系少的场景下，Titan最短路径性能优于HugeGraph
  • 随着数据规模增大且顶点的关联度增高，HugeGraph最短路径性能优于Titan
K-neighbor性能
顶点 深度 一度 二度 三度 四度 五度 六度
v1 时间 0.031s 0.033s 0.048s 0.500s 11.27s OOM
v111 时间 0.027s 0.034s 0.115 1.36s OOM –
v1111 时间 0.039s 0.027s 0.052s 0.511s 10.96s OOM

说明

  • HugeGraph-Server的JVM内存设置为32GB，数据量过大时会出现OOM
K-out性能
顶点 深度 一度 二度 三度 四度 五度 六度
v1 时间 0.054s 0.057s 0.109s 0.526s 3.77s OOM
度 10 133 2453 50,830 1,128,688
v111 时间 0.032s 0.042s 0.136s 1.25s 20.62s OOM
度 10 211 4944 113150 2,629,970
v1111 时间 0.039s 0.045s 0.053s 1.10s 2.92s OOM
度 10 140 2555 50825 1,070,230

说明

  • HugeGraph-Server的JVM内存设置为32GB，数据量过大时会出现OOM
结论
  • FS场景，HugeGraph性能优于Titan
  • K-neighbor和K-out场景，HugeGraph能够实现在5度范围内秒级返回结果

2.4 图综合性能测试-CW

数据库 规模1000 规模5000 规模10000 规模20000
Titan 45.943 849.168 2737.117 9791.46
Memory(core) 41.077 1825.905 * *
Cassandra（core） 39.783 862.744 2423.136 6564.191
RcoksDB（core） 33.383 199.894 763.869 1677.813

说明

  • “规模"以顶点为单位
  • 表中数据是社区发现完成需要的时间，单位是s，例如HugeGraph使用RocksDB后端在规模10000的数据集，社区聚合不再变化，需要耗时763.869s
  • “*“表示超过10000s未完成
  • CW测试是CRUD的综合评估
  • 后三者分别是HugeGraph的不同后端，该测试中HugeGraph跟Titan一样，没有通过client，直接对core操作
结论
  • HugeGraph在使用Cassandra后端时，性能略优于Titan，随着数据规模的增大，优势越来越明显，数据规模20000时，比Titan快30%
  • HugeGraph在使用RocksDB后端时，性能远高于Titan和HugeGraph的Cassandra后端，分别比两者快了6倍和4倍

Last modified April 17, 2022: add en doc (aec74b1)