Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Для многих систем характерен паттерн постоянного накопления данных с течением времени. Причем основная их масса больше никогда не изменяется - то есть они пишутся в режиме append-only.
Это не только различного рода логи и метрики оборудования, но и такие, казалось бы, несвязанные вещи, как переписка между пользователями или комментарии к новостям.
Около года назад я уже писал про модель организации секционирования таких данных и вызываемые этим каскадные изменения в структуре БД. А сегодня на примере нашего сервиса анализа логов PostgreSQL-серверов разберем особенности обслуживания организованных так баз, и как грамотный подход (и немного ночной работы) может сократить затраты на инфраструктуру в разы.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/777/c1c/09f/777c1c09f99030fcf1bda1784d44ba0f.png)
Что-то мы сильно грузим диск...
Вся база нашего сервиса "распилена" на суточные секции и реорганизована под максимальную пропускную способность. Подробнее об этом можно прочитать в статьях "Пишем в PostgreSQL на субсветовой: 1 host, 1 day, 1TB" и "Экономим копеечку на больших объемах в PostgreSQL".
При этом мы стараемся писать в базу предельно сбалансированно (см. "Телепортация тонн данных в PostgreSQL"), но все равно наши "хотелки" превышают возможности дисковой подсистемы - занята она регулярно на все 100% и очереди доступа, небольшие, но есть всегда:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/951/a27/4a2/951a274a2eb34049594c27e397d3fffa.png)
"Чукча - не читатель, чукча - писатель!" Или нет?
Как бы это и не удивительно, когда пишешь со скоростью до 200MB/s:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/4f6/598/ff8/4f6598ff89bc69e118e13eaea10947c4.png)
... и читаешь не меньше.
Стоп - читаешь?.. Но у нас же нет тонн неэффективных запросов, которые бы столько читали! Но при этом больше половины всех дисковых операций - чтение!
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/a38/d35/668/a38d35668dd1d77041d24cc4dbedc7dc.png)
Как же так? Кто этот злодей, который столько читает? И почему это у нас в середине дня до 18 maintenance-процессов? К ним относятся разные VACUUM, ANALYZE, CREATE INDEX и т.п.
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/d64/d68/e11/d64d68e112391e85e91d8354fa891b8b.png)
Как и что мы мониторим в PostgreSQL, стоит прочитать в статье "Мониторим базу PostgreSQL — кто виноват, и что делать".
"Вот те раз! - подумал Штирлиц"
А ну-ка, воспользуемся функционалом анализа работы autoVACUUM/autoANALYZE:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c6e/8a3/97f/c6e8a397f30d9eca13728fbc7bc1da68.png)
Оказывается, у нас в течение дня бегает множество autovacuum (to prevent wraparound) по секциям каких-то других дней - и все они "промахиваются" мимо кэша данных, и лезут в диск! То есть мы пишем в базу настолько много транзакций, что она регулярно начинает хотеть их "прибрать" по старым секциям, а они у нас до 150GB… Хм.
"Вот те два, - подумал Мюллер, и бросил второй."
Так, а что у нас делает autoANALYZE?..
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/aac/765/29c/aac76529c711bebe4a61a37082d58e36.png)
Кучу раз в течение дня делаются ANALYZE-пробежки по append-only табличкам! Большого смысла в этом тоже не сильно много, поскольку заведомо все записи тут уникальны и имеют PK.
Ночной Дозор и не только
Итак, начнем "с хвоста" - избавимся от autoanalyze. Для этого перенастроим соответствующие параметры сервера:
ALTER SYSTEM SET autovacuum_analyze_scale_factor = 1;
-- ждем для следующего сканирования, пока в табличку не запишут еще столько же (x2) записей
ALTER SYSTEM SET autovacuum_analyze_threshold = 100000;
-- ... но не меньше 100K
Теперь внимательно посмотрим на "старые" секции. Устаревают они ровно тогда, когда мы перестаем в них писать - около полуночи, как раз когда нагрузка минимальна.
Они у нас есть двух видов:
относительно небольшие с поддержкой INSERT ... ON CONFLICT UPDATE со всякими счетчиками
мега-большие append-only "факты"
pg_repack
В силу специфики MVCC, первый вид секций оказывается к концу дня "сильно-дырявым". Это замедляет чтение и приводит к занятости большего объема.
Чтобы "схлопнуть" секцию, не блокируя доступ к ней, мы разработали ежесуточный ночной cron-скрипт, стартующий в 00:15, который последовательно применяет ко всем таким таблицам "предыдущего дня" pg_repack, "схлапывает" их и физически переупорядочивает записи в соответствии с наиболее используемым индексом:
Модуль pgrepack — это расширение Postgres Pro Standard, которое позволяет ликвидировать пустоты в таблицах и индексах и может дополнительно восстанавливать физический порядок кластеризованных индексов. В отличие от CLUSTER и
VACUUM FULL
, оно выполняет эти операции «на ходу», обходясь без исключительных блокировок таблиц в ходе их обработки. К тому же pgrepack действует эффективно, демонстрируя производительность, сравнимую с непосредственным использованиемCLUSTER
.
VACUUM FREEZE
По всем остальным (append-only) таблицам - выполняем принудительно VACUUM FREEZE
, убирая у базы напрочь желание делать это "внезапно" по ходу рабочего дня:
VACUUM FREEZE rawdata_20190419;
VACUUM FREEZE rawplan_20190419;
...
Пруфы!
Объем дискового чтения сократился в 20 раз, загрузка диска (disk busy) уменьшилась до ~60%:
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/a57/cc4/c93/a57cc4c933241394f200874dc9221195.png)