[转帖]PostgreSQL 参数调整(性能优化)

 
https://www.cnblogs.com/VicLiu/p/11854730.html

知道一个 shared_pool

文章写的挺好的 还没仔细看

  昨天分别在外网和无外网环境下安装PostgreSQL,有外网环境下安装的相当顺利。但是在无外网环境下就是两个不同的概念了,可谓十有八折。感兴趣的同学可以搭建一下。

PostgreSQL安装完成后第一件事便是做相关测试,然后调整参数。

/*CPU
查看CPU型号*/
cat /proc/cpuinfo | grep name | cut -f2 -d: | uniq -c

/*查看物理CPU个数*/
cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort -u | wc -l  

/*查看逻辑CPU个数*/
cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l  

/*查看CPU内核数*/
cat /proc/cpuinfo | grep "cpu cores" | uniq  

/*查看单个物理CPU封装的逻辑CPU数量*/
cat /proc/cpuinfo | grep "siblings" | uniq  

/*计算是否开启超线程
##逻辑CPU > 物理CPU x CPU核数 #开启超线程
##逻辑CPU = 物理CPU x CPU核数 #没有开启超线程或不支持超线程*/

/*查看是否超线程,如果cpu cores数量和siblings数量一致,则没有启用超线程,否则超线程被启用。*/
cat /proc/cpuinfo | grep -e "cpu cores"  -e "siblings" | sort | uniq


/*内存
TOP
/*命令经常用来监控linux的系统状况,比如cpu、内存的使用等。*/
/*查看某个用户内存使用情况,如:postgres*/
top -u postgres
/*
内容解释:

  PID:进程的ID
  USER:进程所有者
  PR:进程的优先级别,越小越优先被执行
  NInice:值
  VIRT:进程占用的虚拟内存
  RES:进程占用的物理内存
  SHR:进程使用的共享内存
  S:进程的状态。S表示休眠,R表示正在运行,Z表示僵死状态,N表示该进程优先值为负数
  %CPU:进程占用CPU的使用率
  %MEM:进程使用的物理内存和总内存的百分比
  TIME+:该进程启动后占用的总的CPU时间,即占用CPU使用时间的累加值。
  COMMAND:进程启动命令名称

常用的命令:

  P:按%CPU使用率排行
  T:按MITE+排行
  M:按%MEM排行
*/

/*查看进程相关信息占用的内存情况,(进程号可以通过ps查看)如下所示:*/
pmap -d 14596

ps -e -o ‘pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid‘ 
ps -e -o ‘pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid‘ | grep postgres |  sort -nrk5
/*其中rsz为实际内存,上例实现按内存排序,由大到小*/

/*看内存占用*/
free -m

/*看硬盘占用率*/
df -h
/*查看IO情况*/
iostat -x 1 10
/*
如果 iostat 没有,要 yum install sysstat安装这个包,第一眼看下图红色圈圈的那个如果%util接近100%,表明I/O请求太多,I/O系统已经满负荷,磁盘可能存在瓶颈,一般%util大于70%,I/O压力就比较大,读取速度有较多的wait,然后再看其他的参数,
内容解释:
rrqm/s:每秒进行merge的读操作数目。即delta(rmerge)/s 
wrqm/s:每秒进行merge的写操作数目。即delta(wmerge)/s 
r/s:每秒完成的读I/O设备次数。即delta(rio)/s 
w/s:每秒完成的写I/0设备次数。即delta(wio)/s 
rsec/s:每秒读扇区数。即delta(rsect)/s 
wsec/s:每秒写扇区数。即delta(wsect)/s 
rKB/s:每秒读K字节数。是rsec/s的一半,因为每扇区大小为512字节 

wKB/s:每秒写K字节数。是wsec/s的一半 
avgrq-sz:平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。即delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio) 
avgqu-sz:平均I/O队列长度。即delta(aveq)/s/1000(因为aveq的单位为毫秒) 
await:平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒)。即delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio) 
svctm:平均每次设备I/O操作的服务时间(毫秒)。即delta(use)/delta(rio+wio) 
%util:一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作,或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的

*/
/*找到对应进程*/
ll /proc/进程号/exe

了解到系统情况后便可做相关合理的调整,以达到性能优化的目的。

1.shared_buffers
PostgreSQL既使用自身的缓冲区,也使用内核缓冲IO。这意味着数据会在内存中存储两次,首先是存入PostgreSQL缓冲区,然后是内核缓冲区。这被称为双重缓冲区处理。对大多数操作系统来说,这个参数是最有效的用于调优的参数。此参数的作用是设置PostgreSQL中用于缓存的专用内存量。
shared_buffers的默认值设置得非常低,因为某些机器和操作系统不支持使用更高的值。但在大多数现代设备中,通常需要增大此参数的值才能获得最佳性能。
建议的设置值为机器总内存大小的25%,但是也可以根据实际情况尝试设置更低和更高的值。实际值取决于机器的具体配置和工作的数据量大小。举个例子,如果工作数据集可以很容易地放入内存中,那么可以增加shared_buffers的值来包含整个数据库,以便整个工作数据集可以保留在缓存中。
在生产环境中,将shared_buffers设置为较大的值通常可以提供非常好的性能,但应当时刻注意找到平衡点。
查看当前shared_buffers的值:

postgres=# show shared_buffers;
 shared_buffers 
----------------
 128MB
(1 row)

2.wal_buffers

PostgreSQL将其WAL(预写日志)记录写入缓冲区,然后将这些缓冲区刷新到磁盘。由wal_buffers定义的缓冲区的默认大小为16MB,但如果有大量并发连接的话,则设置为一个较高的值可以提供更好的性能。
查看当前wal_buffers的值:

postgres=# show wal_buffers;
 wal_buffers 
-------------
 4MB
(1 row)

3.effective_cache_size

effective_cache_size提供可用于磁盘高速缓存的内存量的估计值。它只是一个建议值,而不是确切分配的内存或缓存大小。它不会实际分配内存,而是会告知优化器内核中可用的缓存量。在一个索引的代价估计中,更高的数值会使得索引扫描更可能被使用,更低的数值会使得顺序扫描更可能被使用。在设置这个参数时,还应该考虑PostgreSQL的共享缓冲区以及将被用于PostgreSQL数据文件的内核磁盘缓冲区。默认值是4GB。
查看当前effective_cache_size的值:

postgres=# show effective_cache_size;
 effective_cache_size 
----------------------
 4GB
(1 row)


4.work_mem

此配置用于复合排序。内存中的排序比溢出到磁盘的排序快得多,设置非常高的值可能会导致部署环境出现内存瓶颈,因为此参数是按用户排序操作。如果有多个用户尝试执行排序操作,则系统将为所有用户分配大小为work_mem *总排序操作数的空间。全局设置此参数可能会导致内存使用率过高,因此强烈建议在会话级别修改此参数值。默认值为4MB。
查看当前work_mem的值:

postgres=# show work_mem;
 work_mem 
----------
 4MB
(1 row)

5.maintenance_work_mem
maintenance_work_mem是用于维护任务的内存设置。默认值为64MB。设置较大的值对于VACUUM,RESTORE,CREATE INDEX,ADD FOREIGN KEY和ALTER TABLE等操作的性能提升效果显著。
查看当前maintenance_work_mem的值:

postgres=# show maintenance_work_mem;
 maintenance_work_mem 
----------------------
 64MB
(1 row)

6.synchronous_commit

此参数的作用为在向客户端返回成功状态之前,强制提交等待WAL被写入磁盘。这是性能和可靠性之间的权衡。如果应用程序被设计为性能比可靠性更重要,那么关闭synchronous_commit。这意味着成功状态与保证写入磁盘之间会存在时间差。在服务器崩溃的情况下,即使客户端在提交时收到成功消息,数据也可能丢失。
查看当前synchronous_commit的设置值:

postgres=# show synchronous_commit;
 synchronous_commit 
--------------------
 on
(1 row)

7.checkpoint_timeout和checkpoint_completion_target
PostgreSQL将更改写入WAL。检查点进程将数据刷新到数据文件中。发生CHECKPOINT时完成此操作。这是一项开销很大的操作,整个过程涉及大量的磁盘读/写操作。用户可以在需要时随时发出CHECKPOINT指令,或者通过PostgreSQL的参数checkpoint_timeout和checkpoint_completion_target来自动完成。
checkpoint_timeout参数用于设置WAL检查点之间的时间。将此设置得太低会减少崩溃恢复时间,因为更多数据会写入磁盘,但由于每个检查点都会占用系统资源,因此也会损害性能。此参数只能在postgresql.conf文件中或在服务器命令行上设置。
checkpoint_completion_target指定检查点完成的目标,作为检查点之间总时间的一部分。默认值是 0.5。 这个参数只能在postgresql.conf文件中或在服务器命令行上设置。高频率的检查点可能会影响性能。
查看当前checkpoint_timeout和checkpoint_completion_target的值:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
postgres=# show checkpoint_timeout;
 checkpoint_timeout
--------------------
 5min
(1 row)
 
postgres=# show checkpoint_completion_target;
 checkpoint_completion_target
------------------------------
 0.5
(1 row)

8.max_connections

允许客户端连接的最大数目

9.fsync

强制把数据同步更新到磁盘,如果系统的IO压力很大,把改参数改为off

在fsync打开的情况下,优化后性能能够提升30%左右。因为有部分优化选项在默认的SQL测试语句中没有体现出它的优势,如果到实际测试中,提升应该不止30%。
测试的过程中,主要的瓶颈就在系统的IO,如果需要减少IO的负荷,最直接的方法就是把fsync关闭,但是这样就会在掉电的情况下,可能会丢失部分数据。

10.commit_delay

事务提交后,日志写到wal log上到wal_buffer写入到磁盘的时间间隔。需要配合commit_sibling。能够一次写入多个事务,减少IO,提高性能

11.commit_siblings

设置触发commit_delay的并发事务数,根据并发事务多少来配置。减少IO,提高性能

注意:
并非所有参数都适用于所有应用程序类型。某些应用程序通过调整参数可以提高性能,有些则不会。必须针对应用程序及操作系统的特定需求来调整数据库参数。

 下面介绍几个我认为重要的:

1、增加maintenance_work_mem参数大小
  增加这个参数可以提升CREATE INDEX和ALTER TABLE ADD FOREIGN KEY的执行效率。
 
2、增加checkpoint_segments参数的大小
  增加这个参数可以提升大量数据导入时候的速度。
 
3、设置archive_mode无效
  这个参数设置为无效的时候,能够提升以下的操作的速度
  ?CREATE TABLE AS SELECT
  ?CREATE INDEX
  ?ALTER TABLE SET TABLESPACE
  ?CLUSTER等。
 
4、autovacuum相关参数 (autovacuum介绍文章)
autovacuum:默认为on,表示是否开起autovacuum。默认开起。特别的,当需要冻结xid时,尽管此值为off,PG也会进行vacuum。 
autovacuum_naptime:下一次vacuum的时间,默认1min。 这个naptime会被vacuum launcher分配到每个DB上。autovacuum_naptime/num of db。 
log_autovacuum_min_duration:记录autovacuum动作到日志文件,当vacuum动作超过此值时。 “-1”表示不记录。“0”表示每次都记录。 
autovacuum_max_workers:最大同时运行的worker数量,不包含launcher本身。 
autovacuum_work_mem    :每个worker可使用的最大内存数。
autovacuum_vacuum_threshold    :默认50。与autovacuum_vacuum_scale_factor配合使用, autovacuum_vacuum_scale_factor默认值为20%。当update,delete的tuples数量超过autovacuum_vacuum_scale_factor*table_size+autovacuum_vacuum_threshold时,进行vacuum。如果要使vacuum工作勤奋点,则将此值改小。 
autovacuum_analyze_threshold        :默认50。与autovacuum_analyze_scale_factor配合使用。
autovacuum_analyze_scale_factor    默认10%。当update,insert,delete的tuples数量超过autovacuum_analyze_scale_factor*table_size+autovacuum_analyze_threshold时,进行analyze。 
autovacuum_freeze_max_age:200 million。离下一次进行xid冻结的最大事务数。 
autovacuum_multixact_freeze_max_age:400 million。离下一次进行xid冻结的最大事务数。 
autovacuum_vacuum_cost_delay    :如果为-1,取vacuum_cost_delay值。 
autovacuum_vacuum_cost_limit       :如果为-1,到vacuum_cost_limit的值,这个值是所有worker的累加值。
 

PostgreSQL配置参数修改

1.修改配置文件

在配置文件C:\PostgreSQL\data\pg96\postgresql.conf 中直接修改,修改前记得备份一下原文件,因为你不知道意外和明天不知道哪个会先来。修改完成之后,记得重启数据库哦。

2.命令行的修改方式

ALTER SYSTEM SET configuration_parameter { TO | = } { value | ‘value‘ | DEFAULT }

例如:我们现在要修改 maintenance_work_mem

--查看所有数据库参数的值
show all;

show maintenance_work_mem;
--注意这里的设置不会改变postgresql.conf,只会改变postgresql.conf
ALTER SYSTEM SET maintenance_work_mem= 1048576;

--重启数据库
show maintenance_work_mem; 

--取消postgresql.auto.conf的参数设置
ALTER SYSTEM SET maintenance_work_mem= default;

数据库参数优化总结

max_connections = 300       # (change requires restart)
unix_socket_directories = ‘.‘   # comma-separated list of directories
shared_buffers = 194GB       # 尽量用数据库管理内存,减少双重缓存,提高使用效率
huge_pages = on           # on, off, or try  ,使用大页
work_mem = 256MB # min 64kB  , 减少外部文件排序的可能,提高效率
maintenance_work_mem = 2GB  # min 1MB  , 加速建立索引
autovacuum_work_mem = 2GB   # min 1MB, or -1 to use maintenance_work_mem  , 加速垃圾回收
dynamic_shared_memory_type = mmap      # the default is the first option
vacuum_cost_delay = 0      # 0-100 milliseconds   , 垃圾回收不妥协,极限压力下,减少膨胀可能性
bgwriter_delay = 10ms       # 10-10000ms between rounds    , 刷shared buffer脏页的进程调度间隔,尽量高频调度,减少用户进程申请不到内存而需要主动刷脏页的可能(导致RT升高)。
bgwriter_lru_maxpages = 1000   # 0-1000 max buffers written/round ,  一次最多刷多少脏页
bgwriter_lru_multiplier = 10.0          # 0-10.0 multipler on buffers scanned/round  一次扫描多少个块,上次刷出脏页数量的倍数
effective_io_concurrency = 2           # 1-1000; 0 disables prefetching , 执行节点为bitmap heap scan时,预读的块数。从而
wal_level = minimal         # minimal, archive, hot_standby, or logical , 如果现实环境,建议开启归档。
synchronous_commit = off    # synchronization level;    , 异步提交
wal_sync_method = open_sync    # the default is the first option  , 因为没有standby,所以写xlog选择一个支持O_DIRECT的fsync方法。
full_page_writes = off      # recover from partial page writes  , 生产中,如果有增量备份和归档,可以关闭,提高性能。
wal_buffers = 1GB           # min 32kB, -1 sets based on shared_buffers  ,wal buffer大小,如果大量写wal buffer等待,则可以加大。
wal_writer_delay = 10ms         # 1-10000 milliseconds  wal buffer调度间隔,和bg writer delay类似。
commit_delay = 20           # range 0-100000, in microseconds  ,分组提交的等待时间
commit_siblings = 9        # range 1-1000  , 有多少个事务同时进入提交阶段时,就触发分组提交。
checkpoint_timeout = 55min  # range 30s-1h  时间控制的检查点间隔。
max_wal_size = 320GB    #   2个检查点之间最多允许产生多少个XLOG文件
checkpoint_completion_target = 0.99     # checkpoint target duration, 0.0 - 1.0  ,平滑调度间隔,假设上一个检查点到现在这个检查点之间产生了100个XLOG,则这次检查点需要在产生100*checkpoint_completion_target个XLOG文件的过程中完成。PG会根据这些值来调度平滑检查点。
random_page_cost = 1.0     # same scale as above  , 离散扫描的成本因子,本例使用的SSD IO能力足够好
effective_cache_size = 240GB  # 可用的OS CACHE
log_destination = ‘csvlog‘  # Valid values are combinations of
logging_collector = on          # Enable capturing of stderr and csvlog
log_truncate_on_rotation = on           # If on, an existing log file with the
update_process_title = off
track_activities = off
autovacuum = on    # Enable autovacuum subprocess?  ‘on‘
autovacuum_max_workers = 4 # max number of autovacuum subprocesses    ,允许同时有多少个垃圾回收工作进程。
autovacuum_naptime = 6s  # time between autovacuum runs   , 自动垃圾回收探测进程的唤醒间隔
autovacuum_vacuum_cost_delay = 0    # default vacuum cost delay for  , 垃圾回收不妥协

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