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SQL限流(rds_ccl)

當您的數據庫遇到高并發挑戰或特定SQL語句資源消耗過高時,云數據庫RDS PostgreSQL為您提供了SQL限流功能。該功能可以有效防止特定SQL語句導致的資源過度消耗,確保您的數據庫系統穩定運行,更好地服務業務需求。

背景

SQL限流是一種重要的數據庫管理技術,可以通過限制并發SQL數,從而避免過高的數據庫負載,保證數據庫的穩定性和可靠性,提高數據庫的性能和效率,從而更好地支持業務需求。

應用場景

SQL限流的應用場景不僅限于高并發訪問,還包括以下幾個方面:

  • 防止惡意攻擊

    通過限制某類SQL的并發數,防止惡意攻擊或者DoS攻擊,保護數據庫的安全性。

  • 控制資源使用

    通過限制某類SQL的并發數,控制數據庫資源的使用量,避免資源耗盡導致數據庫崩潰或者性能下降。

    例如在數據庫備份、恢復、監控等SQL操作時,為了避免其對數據庫性能的影響,可以使用SQL限流控制相關操作的速度。

前提條件

  • RDS PostgreSQL實例需滿足以下要求:

    • 實例大版本為PostgreSQL 14或以上。

    • 實例內核小版本為20230330或以上。

    說明

    如需升級內核小版本,請參見升級內核小版本。

  • 使用此插件前,需配置如下參數:

    • rds_enable_ccl取值為on

    • compute_query_id取值為autoon

    說明

    您可以前往控制臺修改實例參數,更多信息,請參見設置實例參數。

使用限制

影響

如果SQL限流配置不合理,可能影響業務,請在使用時根據業務負載進行配置。

例如,在某商城促銷業務場景下,由于訪問激增造成數據庫壓力較大,可使用此功能限制某類查詢SQL的并發數,從而減輕數據庫壓力。但如果限流設置過小,也可能影響相關業務。

注意事項

如果在實例重啟、主備切換等場景,SQL限流規則不會自動加載,需要手動重新加載。具體操作,請參見加載SQL限流規則。

費用

該插件免費。

創建和刪除插件

請使用高權限賬號執行如下命令。

  • 創建插件

    CREATE EXTENSION rds_ccl;
  • 刪除插件

    DROP EXTENSION rds_ccl;

使用示例

請使用高權限賬號執行如下命令。

創建SQL限流規則

使用場景

該函數只能在主實例中調用,用于創建一個SQL限流規則。

語法

語法一:根據設置的SQL語句進行限流。

SELECT rds_add_ccl_rule(
	query_string varchar,
	node_tag int,
	max_concurrency int,
	max_waiting int,
	is_enabled boolean,
	comment varchar,		-- 可選
	search_path varchar		-- 可選
);

語法二:根據設置的query_id進行限流。

SELECT rds_add_ccl_rule_with_query_id(
  query_id		bigint,
  node_tag		int,
  max_concurrency	int,
  max_waiting		int,
  is_enabled		boolean,
  query_string		varchar,	-- 可選
  comment		varchar		-- 可選
);

參數解釋

參數

類型

說明

query_string

varchar

需要限流的SQL語句。

配置時,使用$$$<任意字符>$包裹限流SQL語句,更多信息,請參見Dollar-Quoted String Constants。

例如:

-- 使用$$包裹SQL語句
$$SELECT * FROM my_table;$$

-- SQL語句中已存在$$,使用$ccl$包裹SQL語句
$ccl$SELECT * FROM my_table WHERE my_column = $$hello$$;$ccl$

該函數根據query_string取值計算query_id,再根據query_id匹配同類SQL進行限流。query_id的更多信息,請參見query_id簡介。

query_id

bigint

需要限流的SQL語句的query_id,更多信息,請參見query_id簡介

node_tag

int

限流的節點。

  • 1:僅限制主實例。

  • 2:僅限制只讀實例。

  • 3:限制主實例和只讀實例。

說明

創建SQL限流規則函數中,此參數僅表示規則可應用的范圍,不會自動在只讀實例中生效,您如果想要此規則在只讀實例中發揮SQL限流作用,需要手動加載,具體操作,請參見加載SQL限流規則

max_concurrency

int

限制此類SQL的最大并發數。

取值范圍:0~100000

max_waiting

int

限制此類SQL的最大等待數,超過設置上限時,新的SQL會導致PostgreSQL內核觸發ABORT,終止并回滾事務。

取值范圍:0~100000

is_enabled

boolean

該規則是否生效。

  • true:立即生效

  • false:不生效

comment

varchar

規則描述。

search_path

varchar

目標限流SQL運行時的模式搜索路徑(search_path),如果配置為空字符串(''),將使用默認search_path,您可以使用SHOW search_path;命令查詢。

注意事項

  • 在語法一中,commentsearch_path如果不配置,可以填寫為空字符串(''),如果配置為NULL,則函數不會進行任何操作而直接返回。

  • 在語法二中:

    • query_stringcomment如果不配置,可以填寫為空字符串(''),如果配置為NULL,則函數不會進行任何操作而直接返回。

    • 如果同時配置了query_idquery_string,AliPG內核將以query_id為準進行SQL限流。

  • 該函數會返回ccl_idccl_id是當前數據庫下限流規則的唯一標識。

SQL示例

在主實例的ccl_test數據庫中,有數據表ccl_tbl,創建SQL限流規則:

  1. 對所有的SELECT * FROM ccl_tbl語句(假設其query_id=1)進行限流。

  2. 最多允許3條此類SQL并發執行。

  3. 最多允許2個此類SQL等待。

  4. 規則創建成功后立即生效。

  • 語法一:

    SELECT rds_add_ccl_rule(
      $$SELECT * FROM ccl_tbl;$$,		-- 待限流的SQL語句,使用$$包裹
      1,					-- 僅限制主實例
      3,					-- 最多允許3條此類SQL并發執行
      2,					-- 最多允許2個此類SQL等待
      true,					-- 規則立即生效
      'limit constant select',		-- 規則描述
      ''					-- 使用默認的search_path
    );
  • 語法二:

    SELECT rds_add_ccl_rule_with_query_id(
      1,					-- 待限流的SQL語句的query_id
      1,					-- 僅限制主實例
      3,					-- 最多允許3條此類SQL并發執行
      2,					-- 最多允許2個此類SQL等待
      true,					-- 規則立即生效
      ''					-- SQL語句的文本,本示例不填寫	
      'limit constant select',		-- 規則描述
    );

查詢SQL限流規則

使用場景

該命令可以在主實例或只讀實例中使用,用于查詢已創建的SQL限流規則。

語法

  • 查看當前實例中所有庫下的SQL限流規則:

    SELECT * FROM rds_enabled_ccl_rule;
    說明

    此命令查詢結果中,由于顯示限制,query_stringcomment的信息會被截斷,只顯示前200個字符,如果需要查看完整信息,請使用SELECT * FROM rds_show_current_db_ccl_rule();命令。

  • 查詢當前數據庫下的所有SQL限流規則:

    SELECT * FROM rds_show_current_db_ccl_rule();

使SQL限流規則生效

使用場景

該函數只能在主實例中調用,適用于以下場景:

  • 如果創建SQL限流規則時,is_enabled參數配置為false,則可以使用此函數使規則生效。

  • 使失效的規則再次生效。

語法

SELECT rds_enable_ccl_rule(ccl_id int);

參數解釋

參數

類型

說明

ccl_id

int

SQL限流規則ID,如何查詢SQL限流規則ID,請參見查詢SQL限流規則。

注意事項

SQL示例

SELECT rds_enable_ccl_rule(1);

加載SQL限流規則

使用場景

該函數可以在主實例或只讀實例中調用,用于加載SQL限流規則,只有被加載的規則才會發揮SQL限流作用。

適用于以下場景:

  • 主實例:

    • 創建SQL限流規則時,如果is_enabled配置為true,則規則會自動加載到主實例,無需手動調用。

    • 創建SQL限流規則時,如果is_enabled配置為false,調用rds_enable_ccl_rule函數使規則生效時,規則會自動加載到主實例,無需手動調用。

    • 如果主實例重啟,則需要手動調用此函數,加載規則。

  • 只讀實例:

    如果需要規則在只讀實例發揮作用,則需要在主實例創建規則(node_tag配置為23)后,再在只讀實例中調用此函數,手動加載規則。

語法

SELECT rds_load_ccl_rule(ccl_id int);

參數解釋

參數

類型

說明

ccl_id

int

SQL限流規則ID,如何查詢SQL限流規則ID,請參見查詢SQL限流規則。

注意事項

  • 只有在主實例中調用rds_add_ccl_rule函數創建了SQL限流規則,且node_tag配置為23時,才能在只讀實例中加載規則。

  • 失效的規則無法被加載,如果只讀實例需要加載某條失效的規則,請先在主實例中使其生效,具體方法,請參見使SQL限流規則生效

SQL示例

SELECT rds_enable_ccl_rule(1);

變更SQL限流規則

使用場景

該函數只能在主實例中調用,用于變更SQL限流規則中的最大并發數和最大等待數。

語法

SELECT rds_update_ccl_rule(
	ccl_id int,
	new_max_concurrency int,
	new_max_waiting int
);

參數解釋

參數

類型

說明

ccl_id

int

SQL限流規則ID,如何查詢SQL限流規則ID,請參見查詢SQL限流規則

new_max_concurrency

int

變更后最大并發數。

  • 如果增加最大并發數,則等待中的SQL將立即執行。

  • 如果減少最大并發數,不會影響正在執行的SQL,直到當前并發數小于新的最大并發數后,等待中的SQL才會開始執行。

new_max_waiting

int

變更后最大等待數。

  • 如果增加最大等待數,則允許更多的限流SQL進入等待。

  • 如果減少最大等待數,不會影響正在等待中的SQL,但如果此時有新的SQL需要等待,且會使當前等待SQL數大于新的最大等待數時,將會導致PostgreSQL內核觸發ABORT,終止并回滾事務。

注意事項

  • 更新SQL限流規則后,規則立即生效。

  • 當前僅支持變更SQL限流規則中的最大并發數和最大等待數。

SQL示例

SELECT rds_update_ccl_rule(
 2,     -- ccl_id
 4,     -- 新的最大并發數為4
 5      -- 新的最大等待數為5
);

使SQL限流規則失效

使用場景

該函數只能在主實例中調用,用于使某條SQL限流規則失效,該規則不再發揮SQL限流作用。

說明

如果要使指定的規則生效,請參見使SQL限流規則生效。

語法

  • 使指定SQL限流規則失效:

    SELECT rds_disable_ccl_rule(ccl_id int);
  • 使當前庫下的所有SQL限流規則失效:

    SELECT rds_disable_all();

參數解釋

參數

類型

說明

ccl_id

int

SQL限流規則ID,如何查詢SQL限流規則ID,請參見查詢SQL限流規則。

注意事項

  • 失效的規則無法被加載,如果只讀實例需要加載某條失效的規則,請先在主實例中使其生效,具體方法,請參見使SQL限流規則生效。

  • 使SQL限流規則失效時,會自動將規則從主實例卸載,該規則不再發揮SQL限流作用。

SQL示例

SELECT rds_disable_ccl_rule(1);

卸載SQL限流規則

使用場景

該函數可以在主實例或只讀實例中調用,用于卸載SQL限流規則,被卸載的規則不會再發揮SQL限流作用。

適用于以下場景:

  • 主實例:

    • 如果在主實例中調用了rds_disable_ccl_rulerds_disable_all函數使規則失效,規則將自動從主實例卸載,無需手動調用。

    • 如果在主實例調用了rds_del_ccl_rule函數刪除規則,規則將自動從主實例卸載,無需手動調用。

    • 您也可以手動調用此函數,將規則從主實例卸載。

  • 只讀實例:

    如果不希望某條規則在只讀實例發揮限流作用,可以在只讀實例中手動調用此函數。

語法

SELECT rds_unload_ccl_rule(ccl_id int, db_name varchar default '');

參數解釋

參數

類型

說明

ccl_id

int

SQL限流規則ID,如何查詢SQL限流規則ID,請參見查詢SQL限流規則。

db_name

varchar

默認為空字符串,表示當前數據庫。您也可以指定其他數據庫,將其他數據庫下的SQL限流規則卸載。

注意事項

規則卸載后,不再發揮SQL限流作用,如需再次使用,需要重新加載,更多信息,請參見加載SQL限流規則

SQL示例

SELECT rds_unload_ccl_rule(1,'');

刪除SQL限流規則

使用場景

該函數只能在主實例中調用,用于刪除某條SQL限流規則。規則刪除時,自動從主實例卸載。

語法

SELECT rds_del_ccl_rule(ccl_id int);

參數解釋

參數

類型

說明

ccl_id

int

SQL限流規則ID,如何查詢SQL限流規則ID,請參見查詢SQL限流規則

注意事項

無。

SQL示例

SELECT rds_del_ccl_rule(1);

返回結果:

   rds_del_ccl_rule   
----------------------
 -7851264404688445170
(1 row)
說明
  • 返回結果為query_id。

  • 如果規則不存在,則刪除報錯。

附錄

query_id簡介

  • query_id是PostgreSQL中SQL的特殊標識,同類SQL的query_id相同。

    例如:

    -- 以下兩個sql的query_id相同
    SELECT * FROM tbl WHERE a = 1;
    SELECT * FROM tbl WHERE a = 2;
  • query_id包含有SQL中對象的信息(即oid信息),不同數據庫下的同名表不是同一個對象,不同schema下的同名表也不是同一個對象。所以相同的SQL,如果其包含的查詢對象不同,那么query_id就不相同。

  • 如果是SQL中的訪問對象的是全局表,或是全局函數,query_id相同。

    • 示例1:pg_database為全局表,在不同數據庫中查詢query_id相同。

      • ccl_test數據庫中執行如下語句:

        SELECT rds_get_query_id($$SELECT * FROM pg_database;$$);

        返回結果:

           rds_get_query_id   
        ----------------------
         -8733244708994363681
        (1 row)
      • ccl_test2數據庫中執行如下語句:

        SELECT rds_get_query_id($$SELECT * FROM pg_database;$$);

        返回結果:

           rds_get_query_id   
        ----------------------
         -8733244708994363681
        (1 row)
    • 示例2:pg_sleep為全局函數,在不同數據庫中查詢query_id相同。

      • ccl_test數據庫中執行如下語句:

        SELECT rds_get_query_id($$SELECT pg_sleep(1);$$);

        返回結果:

          rds_get_query_id  
        --------------------
         440101247839410938
        (1 row)
      • ccl_test2數據庫中執行如下語句:

        SELECT rds_get_query_id($$SELECT pg_sleep(1);$$);

        返回結果:

          rds_get_query_id  
        --------------------
         440101247839410938
        (1 row)
  • 調用函數場景下,當參數類型變化或是有無FROM子句時,query_id會發生變化。

    例如,同樣調用pg_sleep函數,不同情況下返回query_id結果不同。

    • 無FROM子句:

      SELECT rds_get_query_id($$SELECT pg_sleep(1);$$);

      返回結果:

        rds_get_query_id  
      --------------------
       440101247839410938
      (1 row)
    • 有FROM子句:

      SELECT rds_get_query_id($$SELECT * FROM pg_sleep(1);$$);

      返回結果:

         rds_get_query_id   
      ----------------------
       -3404018605099167039
      (1 row)
    • 參數類型變化:

      select rds_get_query_id($$SELECT * FROM pg_sleep(1.0);$$);

      返回結果:

        rds_get_query_id   
      ---------------------
       3073869725037049158
      (1 row)