Postgresql IO該怎么如何分析

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今天要講的是POSTGRESQL I/O系統的及周邊一些系統的學習sharing .

首先我們先看一個圖，這是一個PG內存結構的簡圖

但今天不是要說內存，而是要說關于buffer cache的問題，

 其實說白了就是數據在內存和磁盤之間的交互過程，如果提取的數據不在內存中，則需要從磁盤將數據讀入到 page change 并且如果數據在內存中改變了，需要將數據刷入到磁盤的一個過程。

同時我們需要了解以下幾點

緩沖寫:通常是非阻塞的
緩沖讀取:通常阻塞

順序寫比隨機寫快
覆蓋較大數據塊的操作通常更快

除此之外，checkpointer ,Background writer , wal writer 等等這些都會用到I/O 系統。所以調優PostgreSQL I/O對于構建高性能、可伸縮的數據庫架構是必不可少的。

如： 

1  數據是否有預讀機制，何種的預讀機制能更有效的利用內存，而不是大量的I/O 讀取。

2   更好的并發讀取，可以采用更多的線程將需要的數據同時讀取到系統中

由于POSTGRESQL 本身的buffer cache 并不全部HOLD 主, 而是聯合OS的buffer 共同的對數據庫進行處理，我們對比四種情況

1  沒有 postgresql buffer ,OS buffer

2 沒有 僅有OS 的cache 沒有postgresql cache

3 POSTGRESQL  OS cache 和  POSTGRESQL buffer 共有的情況

所以POSTGRESQL 對相關的操作做了更多的優化例如

1 當工作集不適合共享緩沖區時，將數據寫回操作系統

2 減少后端寫的操作

3 提高IO吞吐量/利用率，特別是隨機IO

4 減少隨機I/O ，將其更多合并，變為順序I/O

5  通過shared_buffer映射數據結構與排序支持

與其他的數據庫不同，postgresql 更加強調系統在數據存取中的作用，更新的系統例如LINUX 的核心的版本的提升，對postgresql本身是有利的。

在Postgresql 中有一些需要注意的地方

1  Checkpoint 的設置 ，例如 max_wal_size , min_wal_size, checkpoint_timeout and comkpoint_completion_target 等配置參數會提高你的或者降低你的磁盤系統的負擔，可以將臟頁集中的或者分散的刷入你的磁盤系統。

2 需要注意你每天的事務量，WAL arvhive 文件的歸檔數量， 監控你checkpoint 的頻率，以及以上的參數是否適合你當前繁忙或者不繁忙的數據庫 系統。

3 Vacuum ，清理已經廢棄的數據也是很重要的，防止表膨脹，而vacuum 也會造成磁盤的系統的負擔，同時也要對 log_autovacuum_min_duration 進行關注，查看自動的真空的時間長度。一般來說自動真空就可以滿足大部分系統的需求，但對于大表或者熱表，可以在夜間工作不繁忙的情況下，進行手動或者半自動的真空，例如repack 等

4 與MYSQL 在某些方面有一些一致性，例如盡量給每個查詢分配適合的work_men尤其在一些經常用到 group by  , order by 的系統，增加在內存可以解決的排序活動，避免更多要在磁盤進行排序后在給出結果的方式。

5  更合理有效的利用表空間，如同其他的數據庫系統，將一個數據庫分散在多個物理磁盤的方式，在POSTGRESQL 也是適用的，并且如果將 wal 日志放置在高級的I/O系統，例如SSD 磁盤，也是對系統性能有效的保證。

6 一般來說，在配置POSTGRESQL 中更傾向于將系統shared_buffer 進行合理的設置，但會忽略 effective_cache_size 的設置，如果想進行一個初始的設置可以將 shared_buffer 設置為總內存的 25%, 將effictive_cache_size設置為系統的額 50% 或更大。重要的 effictive_cache_size 的設置是和你查詢的性能有很大的關系。

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