PostgreSQL中vacuum 物理文件truncate发生的条件

2024-03-15 20:36

本文主要是介绍PostgreSQL中vacuum 物理文件truncate发生的条件,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言

前段时间,有些同学说到vacuum截断的行为时,认为,只要末尾是空页,无论多少,都会被截断,真是这样的吗?

PostgreSQL当中,由于vacuum的操作并不总能将死元组的空间进行”物理截断”,虽然说是回收了(表示空间可重用),但是真正的物理文件的大小依然不会收缩。那么什么时候这个空间会被真正截断呢?

我们不妨看看源代码:

摘自: src/backend/access/heap/vacuumlazy.c/** Space/time tradeoff parameters: do these need to be user-tunable?** To consider truncating the relation, we want there to be at least* REL_TRUNCATE_MINIMUM or (relsize / REL_TRUNCATE_FRACTION) (whichever* is less) potentially-freeable pages.*/
#define REL_TRUNCATE_MINIMUM    1000
#define REL_TRUNCATE_FRACTION    16/** should_attempt_truncation - should we attempt to truncate the heap?** Don't even think about it unless we have a shot at releasing a goodly* number of pages.  Otherwise, the time taken isn't worth it, mainly because* an AccessExclusive lock must be replayed on any hot standby, where it can* be particularly disruptive.** Also don't attempt it if wraparound failsafe is in effect.  The entire* system might be refusing to allocate new XIDs at this point.  The system* definitely won't return to normal unless and until VACUUM actually advances* the oldest relfrozenxid -- which hasn't happened for target rel just yet.* If lazy_truncate_heap attempted to acquire an AccessExclusiveLock to* truncate the table under these circumstances, an XID exhaustion error might* make it impossible for VACUUM to fix the underlying XID exhaustion problem.* There is very little chance of truncation working out when the failsafe is* in effect in any case.  lazy_scan_prune makes the optimistic assumption* that any LP_DEAD items it encounters will always be LP_UNUSED by the time* we're called.*/
static bool
should_attempt_truncation(LVRelState *vacrel)
{BlockNumber possibly_freeable;if (!vacrel->do_rel_truncate || VacuumFailsafeActive)return false;possibly_freeable = vacrel->rel_pages - vacrel->nonempty_pages;if (possibly_freeable > 0 &&(possibly_freeable >= REL_TRUNCATE_MINIMUM ||possibly_freeable >= vacrel->rel_pages / REL_TRUNCATE_FRACTION))return true;return false;
}

从代码里头可以看出,只有不少于1000个空页或者空页比例不低于总页数/16的情况下,才会真正发生truncate。两者必须满足其中之一。

这方面的原理分析,在cc老师的文章里都有谈及 (https://mp.weixin.qq.com/s/ymFYOAGin2kqo96gfNYDnQ),为加深印象,我们可以通过实验来进一步验证。

实验验证

-- 安装几个内置的插件:
create extension pg_buffercache;
create extension pg_freespacemap;
create extension pageinspect;
create extension pg_visibility;
create extension pgstattuple

准备表及数据

CREATE OR REPLACE FUNCTION random_string( int ) RETURNS TEXT as $$
SELECT string_agg(substring('abcdefghijklmnopqrstuvwxyz', round(random() * 25 + 0.5)::integer, 1), '') FROM generate_series(1, $1); 
$$ language sql;postgres=# create table t(id int primary key, col2 varchar(4000));
CREATE TABLE
postgres=# insert into t select n, random_string(2000) from generate_series(1, 4000) as n;
INSERT 0 4000

相当于是建一个表t, 往里边插入4000条数据。里边使用随机串,主要是为了避免字符串压缩。我们看看相关表大小。

select pg_total_relation_size('t') total, pg_table_size('t') table, pg_indexes_size('t') indexes, pg_table_size('t')+pg_indexes_size('t') as sum, pg_relation_size('t') relation, pg_table_size('t')-pg_relation_size('t') as toast;total  |  table  | indexes |   sum   | relation | toast
---------+---------+---------+---------+----------+-------8331264 | 8224768 |  106496 | 8331264 |  8192000 | 32768
(1 row)

我们看到,上边的空间大小主要集中在表本身。因为实际插入长度2000左右,还不会进入到Toast空间。

postgres=# select min(blkno), max(blkno) from pg_freespace('t');min | max
-----+-----0 | 999
(1 row)postgres=# select pg_relpages('t');pg_relpages
-------------1000
(1 row)postgres=# select * from pgstattuple('t') \gx
-[ RECORD 1 ]------+--------
table_len          | 8192000
tuple_count        | 4000
tuple_len          | 8128000
tuple_percent      | 99.22
dead_tuple_count   | 0
dead_tuple_len     | 0
dead_tuple_percent | 0
free_space         | 20000
free_percent       | 0.24

可以看出,这个表实际占用了1000个页面(每4条记录占用一页,符合预期)。

删除末尾的4条记录

我们就只删除末尾的4条记录,看下情况,相当于是最后一页。

postgres=# delete from t where id >= 3997;
DELETE 4
postgres=# select * from pgstattuple('t') \gx
-[ RECORD 1 ]------+--------
table_len          | 8192000
tuple_count        | 3996
tuple_len          | 8119872
tuple_percent      | 99.12
dead_tuple_count   | 0
dead_tuple_len     | 0
dead_tuple_percent | 0
free_space         | 28128
free_percent       | 0.34postgres=# vacuum verbose t;
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": index scan bypassed: 1 pages from table (0.10% of total) have 4 dead item identifiers
INFO:  table "t": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 1 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223185
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29708"
INFO:  table "pg_toast_29708": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223186
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUM
postgres=# select * from pgstattuple('t') \gx
-[ RECORD 1 ]------+--------
table_len          | 8192000
tuple_count        | 3996
tuple_len          | 8119872
tuple_percent      | 99.12
dead_tuple_count   | 0
dead_tuple_len     | 0
dead_tuple_percent | 0
free_space         | 28128
free_percent       | 0.34

上边的信息也可以看到,并没有什么截断发生。统计一下物理空间:

select pg_total_relation_size('t') total, pg_table_size('t') table, pg_indexes_size('t') indexes, pg_table_size('t')+pg_indexes_size('t') as sum, pg_relation_size('t') relation, pg_table_size('t')-pg_relation_size('t') as toast;total  |  table  | indexes |   sum   | relation | toast
---------+---------+---------+---------+----------+-------8339456 | 8232960 |  106496 | 8339456 |  8192000 | 40960
(1 row)

表的物理大小,仍然为:8192000

postgres=# select pg_relation_filepath('t');pg_relation_filepath
----------------------base/13236/29708\! stat postgres/data/base/13236/29708
16777234 104752459 -rw------- 1 ***** ***** 0 8192000 "Feb  4 06:40:12 2024" "Feb  4 06:44:03 2024" "Feb  4 06:44:03 2024" "Feb  4 06:40:12 2024" 4096 16512 0 postgres/data/base/13236/29708

继续删除12条记录:

postgres=# delete from t where id >= 4000 - 16 + 1;
DELETE 12
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": index scan bypassed: 4 pages from table (0.40% of total) have 16 dead item identifiers
INFO:  table "t": found 16 removable, 3984 nonremovable row versions in 1000 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223205
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29729"
INFO:  table "pg_toast_29729": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223205
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUM
postgres=# select pg_total_relation_size('t') total, pg_table_size('t') table, pg_indexes_size('t') indexes, pg_table_size('t')+pg_indexes_size('t') as sum, pg_relation_size('t') relation, pg_table_size('t')-pg_relation_size('t') as toast;total  |  table  | indexes |   sum   | relation | toast
---------+---------+---------+---------+----------+-------8339456 | 8232960 |  106496 | 8339456 |  8192000 | 40960
(1 row)

累计16个页面:

postgres=# delete from t where id >= 4000 - 64 + 1;
DELETE 32
postgres=# vacuum verbose t;
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": index scan bypassed: 16 pages from table (1.60% of total) have 64 dead item identifiers
INFO:  table "t": found 32 removable, 0 nonremovable row versions in 16 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223209
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29729"
INFO:  table "pg_toast_29729": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223210
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUM

还是一点动静都没有。

那么要多少个空页,才有效:1000/16 = 62页? 

我们不妨逐步推进这个实验,累计16一直往上,看到底多少次以后,开始有截断?

。。。。。。

发现,删除80条记录(20个页面),结果不变

删除84条记录时,结果仍不变。

删除88条记录的时候(22个页面),这个时候会截断20个页面。(INFO:  table "t": truncated 1000 to 980 pages)

postgres=# delete from t where id >= 4000 - 88 + 1;
DELETE 8
postgres=# vacuum verbose t;
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": index scan bypassed: 2 pages from table (0.20% of total) have 8 dead item identifiers
INFO:  table "t": found 8 removable, 0 nonremovable row versions in 22 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223218
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  table "t": truncated 1000 to 980 pages
DETAIL:  CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29736"
INFO:  table "pg_toast_29736": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223219
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUMpostgres=# select pg_relpages('t');pg_relpages
-------------980
(1 row)

事实上,我们发现,在删除87条记录的时候,仍然不会发生截断:

postgres=# delete from t where id >= 4000 - 87+1; vacuum verbose t;
DELETE 1
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": index scan bypassed: 1 pages from table (0.10% of total) have 3 dead item identifiers
INFO:  table "t": found 1 removable, 1 nonremovable row versions in 22 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223228
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29743"
INFO:  table "pg_toast_29743": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223228
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUM

autovacuum禁掉,去除影响

我们禁掉autovacuum, 并进行连续操作

drop table t;create table t(id int, col2 varchar(4000)); alter table t SET (autovacuum_enabled = off); insert into t select n, random_string(2000) from generate_series(1, 4000) as n;postgres=# insert into t select n, random_string(2000) from generate_series(1, 4000) as n;
INSERT 0 4000
postgres=# delete from t where id >= 4000 - 88+1; vacuum verbose t;
DELETE 88
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": removed 88 dead item identifiers in 22 pages
INFO:  table "t": found 88 removable, 3912 nonremovable row versions in 1000 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223240
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29756"
INFO:  table "pg_toast_29756": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223240
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUM
postgres=# select pg_relpages('t');pg_relpages
-------------1000
(1 row)

如果我们快速进行处理:

postgres=# drop table t;create table t(id int, col2 varchar(4000)); alter table t SET (autovacuum_enabled = off); insert into t select n, random_string(2000) from generate_series(1, 4000) as n;
DROP TABLE
CREATE TABLE
ALTER TABLE
INSERT 0 4000
postgres=# delete from t where id >= 4000 - 247+1; vacuum verbose t; select pg_relpages('t');
DELETE 247
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": removed 247 dead item identifiers in 62 pages
INFO:  table "t": found 247 removable, 3753 nonremovable row versions in 1000 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223267
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29776"
INFO:  table "pg_toast_29776": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223267
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUMpg_relpages
-------------1000
(1 row)-- 再执行一次
postgres=# delete from t where id >= 4000 - 247+1; vacuum verbose t; select pg_relpages('t');
DELETE 0
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  table "t": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 1 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223267
Skipped 0 pages due to buffer pins, 60 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  table "t": truncated 1000 to 939 pages
DETAIL:  CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29776"
INFO:  table "pg_toast_29776": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223268
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUMpg_relpages
-------------939
(1 row)

这里会因为:  Skipped 0 pages due to buffer pins, 60 frozen pages.,  最后还是触发truncate. 但是从实验结果来看,在没有到达62个页面之前,第一次插,确实没有被trunate.

删除62个页面对应的记录:

postgres=# drop table t;create table t(id int primary key, col2 varchar(4000)); alter table t SET (autovacuum_enabled = off); insert into t select n, random_string(2000) from generate_series(1, 4000) as n;
DROP TABLE
CREATE TABLE
ALTER TABLE
INSERT 0 4000
postgres=# delete from t where id >= 4000 - 248+1; vacuum verbose t; select pg_relpages('t');
DELETE 248
INFO:  vacuuming "public.t"
INFO:  scanned index "t_pkey" to remove 248 row versions
DETAIL:  CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s
INFO:  table "t": removed 248 dead item identifiers in 62 pages
DETAIL:  CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s
INFO:  index "t_pkey" now contains 3752 row versions in 13 pages
DETAIL:  248 index row versions were removed.
0 index pages were newly deleted.
0 index pages are currently deleted, of which 0 are currently reusable.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  table "t": found 248 removable, 3752 nonremovable row versions in 1000 out of 1000 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223284
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
INFO:  table "t": truncated 1000 to 938 pages
DETAIL:  CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s
INFO:  vacuuming "pg_toast.pg_toast_29795"
INFO:  table "pg_toast_29795": found 0 removable, 0 nonremovable row versions in 0 out of 0 pages
DETAIL:  0 dead row versions cannot be removed yet, oldest xmin: 223285
Skipped 0 pages due to buffer pins, 0 frozen pages.
CPU: user: 0.00 s, system: 0.00 s, elapsed: 0.00 s.
VACUUMpg_relpages
-------------938postgres=# select pg_total_relation_size('t') total, pg_table_size('t') table, pg_indexes_size('t') indexes, pg_table_size('t')+pg_indexes_size('t') as sum, pg_relation_size('t') relation, pg_table_size('t')-pg_relation_size('t') as toast;total  |  table  | indexes |   sum   | relation | toast
---------+---------+---------+---------+----------+-------7831552 | 7725056 |  106496 | 7831552 |  7684096 | 40960
(1 row)         

小结

vacuum一个表,产生物理截断,默认情况下,需要空页达到一定条件。上边的实验表明,在空页没达到1000个页同时也没达到总页数/16的情况下,第一次尝试截断,并不会真正发生。(autovacuum关闭,是为了屏蔽自动vacuum的影响)因为autovacuum还会触发freeze等其它动作,会间接产生影响。

上边的实验,禁掉auto vacuum, 在删除最后62个页面的情况下,会发生截断。

如果不禁掉auto vacuum, 你会发现在20个页面被删除的情况下,会发生截断,那刚好是autovacuum默认触发的条件(20%)。而它本身又会触发与freeze action相关的操作,最终会引发截断。

一个小实验,结合代码,可以引发很多思考。希望这个实验对vacuum原理感兴趣的人有所帮助。

与我联系:

这篇关于PostgreSQL中vacuum 物理文件truncate发生的条件的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/813193

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当你输入一个网址后都发生什么

原文:http://igoro.com/archive/what-really-happens-when-you-navigate-to-a-url/  作为一个软件开发者,你一定会对网络应用如何工作有一个完整的层次化的认知,同样这里也包括这些应用所用到的技术:像浏览器,HTTP,HTML,网络服务器,需求处理等等。 本文将更深入的研究当你输入一个网址的时候,后台到底发生了一件件什么样的事~

PostgreSQL中的多版本并发控制(MVCC)深入解析

引言 PostgreSQL作为一款强大的开源关系数据库管理系统,以其高性能、高可靠性和丰富的功能特性而广受欢迎。在并发控制方面,PostgreSQL采用了多版本并发控制(MVCC)机制,该机制为数据库提供了高效的数据访问和更新能力,同时保证了数据的一致性和隔离性。本文将深入解析PostgreSQL中的MVCC功能,探讨其工作原理、使用场景,并通过具体SQL示例来展示其在实际应用中的表现。 一、

封装MySQL操作时Where条件语句的组织

在对数据库进行封装的过程中,条件语句应该是相对难以处理的,毕竟条件语句太过于多样性。 条件语句大致分为以下几种: 1、单一条件,比如:where id = 1; 2、多个条件,相互间关系统一。比如:where id > 10 and age > 20 and score < 60; 3、多个条件,相互间关系不统一。比如:where (id > 10 OR age > 20) AND sco

PostgreSQL入门介绍

一、PostgreSQL 背景及主要功能介绍 1、背景 PG数据库,全称为PostgreSQL数据库,是一款开源的关系型数据库管理系统(RDBMS)。其起源可以追溯到20世纪80年代末和90年代初,由加拿大的计算机科学家Michael Stonebraker及其团队在加州大学伯克利分校启动。该项目旨在创建一个强大的、开源的关系型数据库管理系统,作为早期关系型数据库系统Ingres的继承者。Mi

使用条件变量实现线程同步:C++实战指南

使用条件变量实现线程同步:C++实战指南 在多线程编程中,线程同步是确保程序正确性和稳定性的关键。条件变量(condition variable)是一种强大的同步原语,用于在线程之间进行协调,避免数据竞争和死锁。本文将详细介绍如何在C++中使用条件变量实现线程同步,并提供完整的代码示例和详细的解释。 什么是条件变量? 条件变量是一种同步机制,允许线程在某个条件满足之前进入等待状态,并在条件满

一些数学经验总结——关于将原一元二次函数增加一些限制条件后最优结果的对比(主要针对公平关切相关的建模)

1.没有分段的情况 原函数为一元二次凹函数(开口向下),如下: 因为要使得其存在正解,必须满足,那么。 上述函数的最优结果为:,。 对应的mathematica代码如下: Clear["Global`*"]f0[x_, a_, b_, c_, d_] := (a*x - b)*(d - c*x);(*(b c+a d)/(2 a c)*)Maximize[{f0[x, a, b,

Matter.js:Web开发者的2D物理引擎

Matter.js:Web开发者的2D物理引擎 前言 在现代网页开发中,交互性和动态效果是提升用户体验的关键因素。 Matter.js,一个专为网页设计的2D物理引擎,为开发者提供了一种简单而强大的方式,来实现复杂的物理交互效果。 无论是模拟重力、碰撞还是复杂的物体运动,Matter.js 都能轻松应对。 本文将带你深入了解 Matter.js ,并提供实际的代码示例,让你一窥其强大功能

notepad++ 正则表达式多条件查找替换

基础语法参考: https://www.cnblogs.com/winstonet/p/10635043.html https://www.linuxidc.com/Linux/2019-05/158701.htm   通常情况下我们查找的内容和要被替换掉的内容是一样的,我们只需要使用正则表达式精确框定查找内容,替换直接输入要替换的内容即可。 但有时会比较复杂,查找的内容,只需要替换其中

FPGA开发:条件语句 × 循环语句

条件语句 if_else语句 if_else语句,用来判断是否满足所给定的条件,根据判断的结果(真或假)决定执行给出的两种操作之一。 if(表达式)语句; 例如: if(a>b) out1=int1; if(表达式)         语句1; else         语句2; 例如: if(a>b)out1=int1;elseout1=int2; if(表达式1) 语句1; els