Aurora PostgreSQL 調校的基本概念 - Amazon Aurora
Aurora PostgreSQL 等待事件Aurora PostgreSQL 記憶體Aurora PostgreSQL 程序

本文為英文版的機器翻譯版本，如內容有任何歧義或不一致之處，概以英文版為準。

Aurora PostgreSQL 調校的基本概念

調校 Aurora PostgreSQL 資料庫之前，請務必先瞭解什麼是等待事件及其發生原因。也請檢閱 Aurora PostgreSQL 的基本記憶體和磁碟架構。如需實用的架構圖，請參閱 PostgreSQL 維基教科書。

Aurora PostgreSQL 等待事件

「等待事件」表示工作階段正在等待的資源。例如，當 Aurora PostgreSQL 等待從用戶端接收資料時會發生等待事件 Client:ClientRead。工作階段等待的典型資源包括：

  • 透過單一執行緒存取緩衝區，例如，當工作階段嘗試修改緩衝區時

  • 另一個工作階段目前鎖定的資料列

  • 資料檔讀取

  • 日誌檔寫入

例如，為了滿足查詢，工作階段可能執行完整的資料表掃描。如果資料不在記憶體中，工作階段會等待磁碟輸入/輸出完成。將緩衝區讀入記憶體後，工作階段可能需要等待，因為其他工作階段正在存取這些緩衝區。資料庫使用預先定義的等待事件來記錄等待。這些事件分組為多個類別。

等待事件本身不表示有效能問題。例如，如果請求的資料不在記憶體中，則需要從磁碟讀取資料。如果一個工作階段鎖定資料列來更新，則另一個工作階段要等待此資料列解除鎖定才能更新。遞交需要等待寫入日誌檔完成。等待是資料庫正常運作所不可或缺。

大量等待事件通常表示有效能問題。在這種情況下，您可以使用等待事件資料來判斷工作階段將時間花在何處。例如，如果報告通常執行幾分鐘，但現在執行數小時，您可以識別佔總等待時間最多的等待事件。如果您可以查出最常等待事件的原因，通常就能做些改變來改善效能。例如，如果工作階段等待的資料列被另一個工作階段鎖定，您可以結束該鎖定工作階段。

Aurora PostgreSQL 記憶體

Aurora PostgreSQL 記憶體分成共用和本機。

Aurora PostgreSQL 中的共用記憶體

Aurora PostgreSQL 在執行個體啟動時配置共用記憶體。共用記憶體分成多個子區域。接下來，您可以看到最重要子區域的描述。

共用緩衝區

共用緩衝集區是一種 Aurora PostgreSQL 記憶體區域，其中保留應用程式連線正在使用或已使用的所有分頁。分頁是記憶體形式的磁碟區塊。共用緩衝集區快取從磁碟讀取的資料區塊。集區可減少從磁碟重新讀取資料的次數，讓資料庫運作更有效率。

每個資料表和索引儲存為一連串固定大小的分頁。每個區塊包含多個元組，對應於資料列。元組可以存放在任何分頁中。

共用緩衝集區的記憶體有限。如果新請求需要的分頁不在記憶體中，且已沒有更多記憶體，Aurora PostgreSQL 會移出較不常用的分頁來容納請求。移出政策以時鐘掃描演算法實作。

shared_buffers 參數決定伺服器專用於快取資料的記憶體數量。

預寫日誌 (WAL) 緩衝區

預寫日誌 (WAL) 緩衝區保留交易資料，供 Aurora PostgreSQL 稍後寫入持久性儲存。Aurora PostgreSQL 可以透過 WAL 機制達成下列目標：

  • 在故障後復原資料

  • 避免頻繁寫入磁碟以減少磁碟輸入/輸出

當用戶端變更資料時，Aurora PostgreSQL 會將變更寫入 WAL 緩衝區。當用戶端發出 COMMIT 時，WAL 寫入器程序會將交易資料寫入 WAL 檔案。

wal_level 參數決定將多少資訊寫入 WAL。

Aurora PostgreSQL 中的本機記憶體

每個後端程序會配置本機記憶體來處理查詢。

工作記憶體區域

工作記憶體區域為執行排序和雜湊的查詢保留暫存資料。例如，含有 ORDER BY 子句的查詢執行排序。查詢在雜湊聯結和彙總中使用雜湊表。

work_mem 參數指定在寫入暫存磁碟檔案之前，供內部排序操作和雜湊表使用的記憶體數量。預設值為 4 MB。多個工作階段可以同時執行，每個工作階段可以平行執行維護操作。因此，使用的總工作記憶體可能是 work_mem 設定的倍數。

維護工作記憶體區域

維護工作記憶體區域快取維護操作的資料。這些操作包括清理、建立索引和新增外部索引鍵。

maintenance_work_mem 參數指定供維護操作使用的記憶體數量上限。預設值為 64 MB。一個資料庫工作階段一次只能執行一個維護操作。

暫時緩衝區域

暫時緩衝區域快取每個資料庫工作階段的暫存資料表。

每個工作階段視需要配置暫存緩衝區，以您指定的限制為上限。工作階段結束時，伺服器會清除緩衝區。

temp_buffers 參數設定每個工作階段使用的暫存緩衝區數目上限。在工作階段內第一次使用暫存資料表之前，您可以變更 temp_buffers 值。

Aurora PostgreSQL 程序

Aurora PostgreSQL 使用多個程序。

郵件管理員程序

郵件管理員程序是您啟動 Aurora PostgreSQL 時啟動的第一個程序。郵件管理員程序有下列主要責任：

  • 分叉和監控背景程序

  • 接收來自用戶端程序的身分驗證請求，並在驗證請求之後才允許資料庫處理請求

後端程序

如果郵件管理員驗證用戶端請求，郵件管理員會分叉新的後端程序，也稱為 postgres 程序。一個用戶端程序只連線到一個後端程序。用戶端程序和後端程序直接通訊，無須郵件管理員程序介入。

背景程序

郵件管理員程序分叉幾個程序來執行不同的後端任務。一些較重要的程序包括：

  • WAL 寫入器

    Aurora PostgreSQL 將 WAL (預寫日誌) 緩衝區中的資料寫入日誌檔。預寫日誌的原則是直到資料庫將描述變更的日誌記錄寫入磁碟之後，資料庫才能將這些變更寫入資料檔。WAL 機制可減少磁碟輸入/輸出，並允許 Aurora PostgreSQL 在故障後使用日誌來復原資料庫。

  • 背景寫入器

    這個程序定期將已變更 (已修改) 分頁從記憶體緩衝區寫入資料檔。當後端程序在記憶體中修改分頁時，此分頁會變成已變更。

  • 自動資料清理常駐程式

    此常駐程式由下列組成：

    • 自動資料清理啟動器

    • 自動資料清理工作者程序

    自動資料清理啟用時會檢查已插入、更新或刪除大量元組的資料表。此常駐程式有下列責任：

    • 復原或重複使用已更新或刪除的資料列所佔用的磁碟空間

    • 更新規劃員使用的統計數字

    • 防止因交易 ID 環繞而遺失舊資料

    自動資料清理功能可自動執行 VACUUM 和 ANALYZE 命令。VACUUM 有以下變體：標準和完整。標準清理與其他資料庫操作平行執行。VACUUM FULL 需要獨佔鎖定其處理的資料表。因此，無法與存取同一個資料表的操作平行執行。VACUUM 會建立大量輸入/輸出流量，可能導致其他作用中工作階段的效能不佳。