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PostgreSQL膨脹表或索引收縮插件之pg_squeeze

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PostgreSQL膨脹表或索引收縮插件之pg_squeeze
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PostgreSQL的MVCC是通過使用一種多版本模型來維護，所以表或索引的膨脹是不可避免的。

通常我們收縮膨脹表或索引可以使用vacuum full、rewrite table(如在線CLUSTER)的方式重建表，至于索引可以重建或重定位表的索引。

但上面說的方式是需要持有排它鎖，會堵塞讀操作。為了減少鎖沖突，相應的插件就應運而生，例如pg_squeeze、pg_repack等。


pg_squeeze和pg_repack區別

首先說pg_repack，pg_repack 是pg_reorg的一個分支。其工作機制如下：

  • 創建一個日志表來記錄對原始表所做的更改。
  • 在原始表上添加一個觸發器，將 INSERT、UPDATE 和 DELETE 記錄到我們的日志表中。
  • 創建一個包含舊表中所有行的新表。
  • 在這個新表上建立索引。
  • 將日志表中產生的所有更改應用到新表。
  • 使用system catalog(包含了元數據的VIEW和表的一個schema)交換表，包括索引和toast table。
  • 刪除原始表。
從上述pg_repack的工作機制來看，其使用了新建表的方式重組數據，最后通過切換完成數據重組。僅僅在切換時需要持有排他鎖，因時間非常短暫，影響比VACUUM FULL和rewrite的方式小很多。但是pg_repack都需要建觸發器，記錄下增量重組時，原表產生的增量數據。因此重組時，觸發器及原表的DML會帶來一定的影響。
而pg_squeeze的工作原理是創建一個新的數據文件，然后在復制快照時將所做的更改應用到表中。這是使用REDO和logical replication來捕獲對重建表的數據更改的方式來完成。

所以相對于pg_repack，其不需要建觸發器，并且在重組時對原表的DML幾乎沒有性能影響。另外pg_squeeze支持自動重組。即通過設置閾值，自動啟動WORKER進程，將數據復制到重組表，最后加鎖切換。但是要求表必須有一個PRIMARY KEY，或者在非空列上至少有一個唯一索引。

pg_squeeze安裝及使用

下載路徑如下：

https://github.com/cybertec-postgresql/pg_squeeze

1. 設置PG_CONFIG環境變量，安裝時，我們必須確保路徑中的pg_config 版本正確
2. 編譯安裝
3. 修改postgresql.conf 參數文件并重啟生效
wal_level = logical
max_replication_slots = 1             #或者在當前值上加1。
shared_preload_libraries = pg_squeeze    #將pg_squeeze添加到現有庫中。
4. 使用超級用戶創建擴展pg_squeeze
CREATE EXTENSION pg_squeeze;
常規處理表注冊詳細：
要使“pg_squeeze”擴展知道該表，您需要在“squeeze.tables”表中插入一條記錄。添加后，會定期檢查表的統計信息。每當表滿足要“squeezed”的條件時，就會將“任務”添加到隊列中。
最簡單的“注冊”如下：
INSERT INTO squeeze.tables (tabschema, tabname, schedule)
VALUES (public, person, ({10}, {23}, NULL, NULL, {4, 6}));
可以選擇指定其他列，例如：
INSERT INTO squeeze.tables
(tabschema, tabname, schedule, free_space_extra, vacuum_max_age,max_retry)
VALUES (public, person, ({10}, {23}, NULL, NULL, {4, 6}), 30,2 hours, 2);
釋：表“public”.“person”在每周四和周六的 23:10 進行檢查。空閑空間閾值為30%。

字段描述如下：

  • “tabschema”和“tabname”分別是模式和表名。

  • “schedule”列告訴何時應該檢查表，并且可能會被squeezed。調度由以下復合數據類型的值描述，CREATE TYPE schedule AS ( minutes minute[], hours hour[], days_of_month dom[], months month[], days_of_week dow[] );
    “minutes”（0 到 59）和“hours”（0 到 23）指定一天內的檢查時間，而“days_of_month”（1 到 31）、“months”（1 到 12）和“days_of_week” "（0 到 7，其中 0 和 7 都代表星期日）確定日期。

    如果“分鐘”、“小時”和“月”都與當前時間戳匹配，則執行檢查，而 NULL 值分別表示任何分鐘、小時和月。至于“days_of_month”和“days_of_week”，至少其中之一需要與當前時間戳匹配，或者兩者都需要為 NULL 才能進行檢查。

  • “free_space_extra”表示空閑空間超過多少時就會對表進行重建，默認是50。

  • “min_size”是表必須占用的最小磁盤空間（以 MB 為單位）才能進行處理。默認值為 8。

  • “vacuum_max_age”當進行一次vacuum后，認為fsm是有效的最大時間，默認1小時。

  • “max_retry”當重建表失敗時最大的重新嘗試的次數，默認是0。

  • “clustering_index”是已處理表的現有索引。處理完成后，表的元組將按此索引的鍵進行物理排序。

  • “rel_tablespace”是表應該移動到的現有表空間。NULL 意味著表應該保持在原來的位置。

  • “ind_tablespaces”是一個二維數組，其中每一行指定索引的表空間映射。第一列和第二列分別代表索引名和表空間名。所有未指定映射的索引都將保留在原始表空間中。

  • “skip_analyze”表示表處理后不應該有ANALYZE命令。默認值為“false”，表示默認執行 ANALYZE。

啟動pg_squeeze自動處理命令：
SELECT squeeze.start_worker();
關閉pg_squeeze命令：
SELECT squeeze.stop_worker();
設置squeeze.max_xlock_time控制最大占用鎖的時間。
SET squeeze.max_xlock_time TO 100;
注：單位為毫秒。
臨時處理：
還可以手動收縮表，而無需注冊，跳過任何時間和膨脹檢查。
squeeze.squeeze_table(tabchema name, tabname name, clustering_index name, rel_tablespace name, ind_tablespaces name[])
例：
SELECT squeeze.squeeze_table(public, person_old202209, null, null, null);


本文作者：魏 斌（上海新炬王翦團隊）

本文來源：“IT那活兒”公眾號

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