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Verwalten von PostgreSQL-Partitionen mit der Erweiterung pg_partman
Die PostgreSQL-Tabellenpartitionierung bietet ein Framework für den leistungsstarken Umgang mit Dateneingaben und Berichten. Verwenden Sie die Partitionierung für Datenbanken, die eine sehr schnelle Eingabe großer Datenmengen erfordern. Die Partitionierung ermöglicht auch schnellere Abfragen großer Tabellen. Die Partitionierung hilft bei der Verwaltung von Daten, ohne die Datenbank-Instance zu beeinträchtigen, da sie weniger I/O-Ressourcen benötigt.
Durch die Partitionierung können Sie Daten zur Verarbeitung in benutzerdefinierte Blöcke aufteilen. Sie können beispielsweise Zeitreihendaten für Bereiche wie stündlich, täglich, wöchentlich, monatlich, vierteljährlich, jährlich, benutzerdefiniert oder eine beliebige Kombination davon partitionieren. Wenn Sie für ein Beispiel für Zeitreihendaten die Tabelle nach Stunden partitionieren, enthält jede Partition die Daten einer Stunde. Wenn Sie die Zeitreihentabelle nach Tag partitionieren, enthalten die Partitionen die Daten eines Tages und so weiter. Der Partitionsschlüssel steuert die Größe einer Partition.
Wenn Sie den SQL-Befehl INSERT
oder UPDATE
für eine partitionierte Tabelle verwenden, leitet die Datenbank-Engine die Daten an die entsprechende Partition weiter. PostgreSQL-Tabellenpartitionen, die die Daten speichern, sind untergeordnete Tabellen der Haupttabelle.
Während der Lesevorgänge der Datenbankabfrage untersucht der PostgreSQL-Optimierer die WHERE
-Klausel der Abfrage und leitet den Datenbank-Scan nach Möglichkeit nur an die relevanten Partitionen weiter.
Beginnend mit Version 10 verwendet PostgreSQL deklarative Partitionierung, um die Tabellenpartitionierung zu implementieren. Dies wird auch als native PostgreSQL-Partitionierung bezeichnet. Vor PostgreSQL Version 10 wurden Auslöser verwendet, um Partitionen zu implementieren.
Die PostgreSQL-Tabellenpartitionierung bietet die folgenden Funktionen:
-
Erstellung neuer Partitionen zu jeder Zeit.
-
Variable Partitionsbereiche.
-
Entfernbare und wiederverwendbare Partitionen mit DDL-Anweisungen (Data Definition Language).
Zum Beispiel sind entfernbare Partitionen nützlich, um Verlaufsdaten aus der Hauptpartition zu entfernen, aber Verlaufsdaten für die Analyse zu behalten.
-
Neue Partitionen erben die Eigenschaften der übergeordneten Datenbanktabelle, einschließlich folgender Eigenschaften:
-
Indizes
-
Primärschlüssel, die die Partitionsschlüsselspalte enthalten müssen
-
Fremdschlüssel
-
Einschränkungen prüfen
-
Referenzen
-
-
Erstellen von Indizes für die vollständige Tabelle oder jede spezifische Partition.
Sie können das Schema für eine einzelne Partition nicht ändern. Sie können jedoch die übergeordnete Tabelle ändern (z. B. das Hinzufügen einer neuen Spalte), die auf Partitionen übertragen wird.
Themen
Übersicht über die PostgreSQL-Erweiterung pg_partman
Sie können die PostgreSQL-Erweiterung pg_partman
verwenden, um die Erstellung und Pflege von Tabellenpartitionen zu automatisieren. Weitere allgemeine Informationen finden Sie unter PG-Partitions-Managerpg_partman
-Dokumentation.
Anmerkung
Die Erweiterung pg_partman
wird auf den RDS-for-PostgreSQL-Versionen 12.5 und höher unterstützt.
Anstatt jede Partition manuell erstellen zu müssen, konfigurieren Sie pg_partman
mit den folgenden Einstellungen:
-
Zu partitionierende Tabelle
-
Partitionstyp
-
Partitionsschlüssel
-
Granularität der Partition
-
Optionen für die Erstellung und Verwaltung von Partitionen
Nachdem Sie eine partitionierte PostgreSQL-Tabelle erstellt haben, registrieren Sie diese mit pg_partman
, indem Sie die Funktion create_parent
aufrufen. Dadurch werden die erforderlichen Partitionen basierend auf den Parametern erstellt, die Sie an die Funktion übergeben.
Die Erweiterung pg_partman
bietet auch die Funktion run_maintenance_proc
, die Sie planmäßig aufrufen können, um Partitionen automatisch zu verwalten. Planen Sie, dass diese Funktion regelmäßig (z. B. stündlich) ausgeführt wird, um sicherzustellen, dass die richtigen Partitionen nach Bedarf erstellt werden. Sie können auch sicherstellen, dass Partitionen automatisch gelöscht werden.
Aktivieren der Erweiterung pg_partman
Wenn Sie mehrere Datenbanken innerhalb derselben PostgreSQL-DB-Instance haben, für die Sie Partitionen verwalten möchten, aktivieren Sie die Erweiterung pg_partman
für jede Datenbank separat. Um die Erweiterung pg_partman
für eine bestimmte Datenbank zu aktivieren, erstellen Sie das Partitionswartungsschema und dann die Erweiterung pg_partman
wie folgt:
CREATE SCHEMA partman; CREATE EXTENSION pg_partman WITH SCHEMA partman;
Anmerkung
Um die Erweiterung pg_partman
zu erstellen, müssen Sie sicherstellen, dass Sie über rds_superuser
-Berechtigungen verfügen.
Wenn Sie einen Fehler wie den folgenden erhalten, erteilen Sie dem Konto die Berechtigungen rds_superuser
oder verwenden Sie Ihr Superuser-Konto.
ERROR: permission denied to create extension "pg_partman" HINT: Must be superuser to create this extension.
Um die Berechtigungen rds_superuser
zu erteilen, verbinden Sie sich mit Ihrem Superuser-Konto und führen Sie den folgenden Befehl aus.
GRANT rds_superuser TO
user-or-role
;
Für die Beispiele, die die Verwendung der Erweiterung pg_partman zeigen, verwenden wir die folgende Beispieldatenbanktabelle und Partition. Diese Datenbank verwendet eine partitionierte Tabelle basierend auf einem Zeitstempel. Ein data_mart
-Schema enthält eine Tabelle mit dem Namen events
mit einer Spalte namens created_at
. Die folgenden Einstellungen sind in der events
-Tabelle enthalten:
-
Primärschlüssel
event_id
undcreated_at
, die die Spalte zur Führung der Partition verwenden müssen. -
Eine CHECK-Beschränkung
ck_valid_operation
zum Durchsetzen von Werten für eineoperation
-Tabellenspalte. -
Zwei Fremdschlüssel, wobei einer
fk_orga_membership)
auf die externe Tabelleorganization
verweist und der andere (fk_parent_event_id
) ein selbst referenzierter Fremdschlüssel ist. -
Zwei Indizes, wobei einer (
idx_org_id
) für den Fremdschlüssel und der andere (idx_event_type
) für den Ereignistyp steht.
Die folgenden DDL-Anweisungen erstellen diese Objekte, die automatisch auf jeder Partition enthalten sind.
CREATE SCHEMA data_mart; CREATE TABLE data_mart.organization ( org_id BIGSERIAL, org_name TEXT, CONSTRAINT pk_organization PRIMARY KEY (org_id) ); CREATE TABLE data_mart.events( event_id BIGSERIAL, operation CHAR(1), value FLOAT(24), parent_event_id BIGINT, event_type VARCHAR(25), org_id BIGSERIAL, created_at timestamp, CONSTRAINT pk_data_mart_event PRIMARY KEY (event_id, created_at), CONSTRAINT ck_valid_operation CHECK (operation = 'C' OR operation = 'D'), CONSTRAINT fk_orga_membership FOREIGN KEY(org_id) REFERENCES data_mart.organization (org_id), CONSTRAINT fk_parent_event_id FOREIGN KEY(parent_event_id, created_at) REFERENCES data_mart.events (event_id,created_at) ) PARTITION BY RANGE (created_at); CREATE INDEX idx_org_id ON data_mart.events(org_id); CREATE INDEX idx_event_type ON data_mart.events(event_type);
Konfigurieren von Partitionen mit der create_parent-Funktion
Nachdem Sie die Erweiterung pg_partman
aktiviert haben, verwenden Sie die create_parent
-Funktion, um Partitionen innerhalb des Partitionswartungsschemas zu konfigurieren. Im folgenden Beispiel wird das events
-Tabellenbeispiel verwendet, das in Aktivieren der Erweiterung pg_partman erstellt wurde. Rufen Sie die create_parent
-Funktion wie folgt auf.
SELECT partman.create_parent( p_parent_table => 'data_mart.events', p_control => 'created_at', p_type => 'native', p_interval=> 'daily', p_premake => 30);
Dabei werden die folgenden Parameter verwendet:
-
p_parent_table
– Die übergeordnete partitionierte Tabelle. Diese Tabelle muss bereits existieren und einschließlich des Schemas vollständig qualifiziert sein. -
p_control
– Die Spalte, auf der die Partitionierung basieren soll. Der Datentyp muss ganzzahlig oder zeitbasiert sein. -
p_type
– Der Typ ist entweder'native'
oder'partman'
. In der Regel verwenden Sie dennative
Typ für seine Leistungsverbesserungen und Flexibilität. Derpartman
-Typ beruht auf Vererbung. -
p_interval
– Das Zeitintervall oder der Ganzzahlbereich für jede Partition. Beispielwerte sinddaily
, stündlich und so weiter. -
p_premake
– Die Anzahl der Partitionen, die im Voraus erstellt werden müssen, um neue Inserts zu unterstützen.
Eine vollständige Beschreibung der Funktion create_parent
finden Sie in der pg_partman
-Dokumentation unter Creation Functions (Erstellungsfunktionen)
Konfigurieren der Partitionspflege mit der run_maintenance_proc-Funktion
Sie können Partitionswartungsvorgänge ausführen, um automatisch neue Partitionen zu erstellen, Partitionen zu trennen oder alte Partitionen zu entfernen. Die Partitionspflege beruht auf der Funktion run_maintenance_proc
von der pg_partman
-Erweiterung und der Erweiterung pg_cron
, die einen internen Scheduler initiiert. Der pg_cron
-Scheduler führt automatisch SQL-Anweisungen, -Funktionen und -Prozesse aus, die in Ihren Datenbanken definiert sind.
Im folgenden Beispiel wird das events
-Tabellenbeispiel verwendet, das in Aktivieren der Erweiterung pg_partman erstellt wurde, um die automatische Ausführung der Partitionswartung festzulegen. Fügen Sie als Voraussetzung pg_cron
zum Parameter shared_preload_libraries
in der Parametergruppe der DB-Instance hinzu.
CREATE EXTENSION pg_cron; UPDATE partman.part_config SET infinite_time_partitions = true, retention = '3 months', retention_keep_table=true WHERE parent_table = 'data_mart.events'; SELECT cron.schedule('@hourly', $$CALL partman.run_maintenance_proc()$$);
Nachfolgend finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Erklärung für das vorangehende Beispiel:
-
Ändern Sie die mit Ihrer DB-Instance verknüpfte Parametergruppe und fügen Sie
pg_cron
demshared_preload_libraries
-Parameterwert hinzu. Diese Änderung erfordert einen Neustart der DB-Instance, damit sie wirksam wird. Weitere Informationen finden Sie unter Ändern von Parametern in einer DB-Parametergruppe. -
Führen Sie den Befehl
CREATE EXTENSION pg_cron;
mit einem Konto aus, das dierds_superuser
-Berechtigungen besitzt. Dadurch wird die Erweiterungpg_cron
aktiviert. Weitere Informationen finden Sie unter Planen der Wartung mit der PostgreSQL-Erweiterung pg_cron. -
Führen Sie den Befehl
UPDATE partman.part_config
aus, um diepg_partman
-Einstellungen für die Tabelledata_mart.events
anzupassen. -
Führen Sie den Befehl aus
SET
. . . um diedata_mart.events
-Tabelle mit den folgenden Klauseln zu konfigurieren:-
infinite_time_partitions = true,
– Konfiguriert die Tabelle so, dass automatisch neue Partitionen ohne Begrenzung erstellt werden können. -
retention = '3 months',
– Konfiguriert die Tabelle so, dass sie eine maximale Beibehaltung von drei Monaten hat. -
retention_keep_table=true
– Konfiguriert die Tabelle so, dass die Tabelle bei Fälligkeit der Aufbewahrungsfrist nicht automatisch gelöscht wird. Stattdessen werden Partitionen, die älter als die Aufbewahrungsfrist sind, nur von der übergeordneten Tabelle getrennt.
-
-
Führen Sie den Befehl aus
SELECT cron.schedule
. . . um einenpg_cron
-Funktionsaufruf zu machen. Dieser Aufruf definiert, wie oft der Scheduler daspg_partman
-Wartungsverfahrenpartman.run_maintenance_proc
ausführt. In diesem Beispiel wird der Prozess stündlich ausgeführt.
Eine vollständige Beschreibung der run_maintenance_proc
-Funktion finden Sie in der pg_partman
-Dokumentation unter Maintenance Functions (Wartungsfunktionen)