一夲道久久东京热,99久久免费国产精品,男人边吃奶边摸下边好爽网站

本文介紹了堆表預讀、堆表預擴展以及索引創建預擴展的簡介、原理以及使用方法等。

前提條件

支持的PolarDB PostgreSQL版的版本如下：

PostgreSQL 14（內核小版本14.5.1.0及以上）
PostgreSQL 11（內核小版本1.1.1及以上）

說明

您可通過如下語句查看PolarDB PostgreSQL版的內核小版本的版本號：

PostgreSQL 14
```
select version();
```
PostgreSQL 11
```
show polar_version;
```

背景信息

PolarDB PostgreSQL版底層使用PolarFS（以下簡稱為PFS）作為文件系統。不同于 ext4 等單機文件系統，PFS在頁擴展過程中，元數據更新開銷較大。且PFS的最小頁擴展粒度為4 MB。而PostgreSQL 8 KB的頁擴展粒度并不適合PFS，將會導致寫表或創建索引時性能下降。同時，PFS在讀取大塊頁面時I/O效率更高。

為了適配上述特征，PolarDB PostgreSQL版設計了堆表預讀、堆表預擴展、索引創建預擴展的功能，使運行在PFS上的PolarDB PostgreSQL版能夠獲得更好的性能。

簡介

堆表預讀
在PostgreSQL讀取堆表的過程中，會以8 KB頁為單位通過文件系統讀取頁面至內存緩沖池（Buffer Pool）中。PFS對于這種數據量較小的I/O操作并不是特別高效。因此，PolarDB PostgreSQL版為了適配PFS而設計了堆表批量預讀。
當讀取的頁數量大于1時，將會觸發批量預讀，一次I/O讀取128 KB數據至緩沖池中。預讀對順序掃描（Sequential Scan）、Vacuum兩種場景性能可以帶來一倍左右的提升，在索引創建場景下可以帶來18%的性能提升。
堆表預擴展
在PostgreSQL中，表空間的擴展過程中將會逐個申請并擴展8 KB的頁。即使是PostgreSQL支持的批量頁擴展，進行一次N頁擴展的流程中也包含了N次I/O操作。這種頁擴展不符合PFS最小頁擴展粒度為4 MB的特性。因此，PolarDB PostgreSQL版設計了堆表批量預擴展。
在擴展堆表的過程中，一次I/O擴展4 MB頁。在寫表頻繁的場景下（例如裝載數據），能夠帶來一倍的性能提升。
索引創建預擴展
索引創建預擴展與堆表預擴展的功能類似。索引創建預擴展特別針對PFS優化索引創建過程。在索引創建的頁擴展過程中，一次I/O擴展4 MB頁。這種設計可以在創建索引的過程中帶來30%的性能提升。
說明
當前索引創建預擴展只適配了B-Tree索引。其他索引類型暫不支持。

原理介紹

堆表預讀
堆表預讀的實現步驟主要分為以下四步：
1. 在Buffer Pool中申請N個Buffer。
2. 通過palloc在內存中申請一段大小為N*頁大小的空間，簡稱為p。
3. 通過PFS批量讀取堆表中N * 頁大小的數據拷貝至p中。
4. 將p中N個頁的內容逐個拷貝至從Buffer Pool申請的N個Buffer中。
后續的讀取操作會直接命中Buffer。數據流圖如下所示：
堆表預擴展
預擴展的實現步驟主要分為以下三步：
1. 從Buffer Pool中申請N個Buffer，不觸發文件系統的頁擴展。
2. 通過PFS的文件寫入接口進行批量頁擴展，并且寫入為全零頁。
3. 對申請出來的頁逐個進行頁初始化，標識頁的可用空間，結束預擴展。
索引創建預擴展
索引創建預擴展的實現步驟與預擴展類似，但沒有涉及Buffer的申請。步驟如下：
1. 寫索引頁時，通過PFS的文件寫入接口進行批量頁擴展，并且寫入為全零頁。
2. 將Buffer Pool中已經構建好的索引頁寫入文件系統中。

使用指南

堆表預讀
堆表預讀的參數名為polar_bulk_read_size，功能默認開啟，默認大小為128 KB。
說明
不建議用戶自行修改該參數，128 KB是貼合PFS的最優值，自行調整并不會帶來性能的提升。
- 關閉堆表預讀功能。
```
ALTER SYSTEM SET polar_bulk_read_size = 0;
SELECT pg_reload_conf();
```
- 開啟堆表預讀功能并設置預讀大小為128 KB。
```
ALTER SYSTEM SET polar_bulk_read_size = '128 KB';
SELECT pg_reload_conf();
```
堆表預擴展
堆表預擴展的參數名為polar_bulk_extend_size，功能默認開啟，預擴展的大小默認是4 MB。
說明
不建議用戶自行修改該參數值，4 MB是貼合PFS的最優值。
- 關閉堆表預擴展功能。
```
ALTER SYSTEM SET polar_bulk_extend_size = 0;
SELECT pg_reload_conf();
```
- 開啟堆表預擴展功能并設置預擴展大小為4 MB。
```
ALTER SYSTEM SET polar_bulk_extend_size = '4 MB';
SELECT pg_reload_conf();
```
索引創建預擴展
索引創建預擴展的參數名為polar_index_create_bulk_extend_size，功能默認開啟。索引創建預擴展的大小默認是4 MB。
說明
不建議用戶自行修改該參數值，4 MB是貼合PFS的最優值。
- 關閉索引創建預擴展功能。
```
ALTER SYSTEM SET polar_index_create_bulk_extend_size = 0;
SELECT pg_reload_conf();
```
- 開啟索引創建預擴展功能并設置預擴展大小為4 MB。
```
ALTER SYSTEM SET polar_index_create_bulk_extend_size = '4 MB';
SELECT pg_reload_conf();
```

性能對比

為了展示堆表預讀、堆表預擴展、索引創建預擴展的性能提升效果，在PostgreSQL 14版本的PolarDB PostgreSQL版集群上進行了測試。

規格：8核32 GB內存。
測試場景：400 GB pgbench測試。

堆表預讀
- 400 GB表的Vacuum性能對比如下所示：
- 400 GB表的SeqScan性能對比如下所示：
結論：
- 堆表預讀在Vacuum和SeqScan場景下性能提升了1-2倍。
- 堆表預讀大小在超過默認值128 KB之后對性能提升沒有明顯幫助。
堆表預擴展
400 GB表數據裝載性能對比如下所示：
結論：
- 堆表預擴展在數據裝載場景下帶來一倍的性能提升。
- 堆表預擴展大小在超過默認值4 MB后對性能沒有明顯幫助。
索引創建預擴展
400 GB表創建索引性能對比如下所示：
結論：
- 索引創建預擴展在索引創建場景下能夠帶來30%的性能提升。
- 索引創建預擴展大小超過默認值4 MB對性能沒有明顯幫助。