页级压缩

opengauss数据库是以数据页面（Page）为单位进行压缩解压，本特性自openGauss 3.0.0版本开始引入，通过对数据页的透明页压缩和维护页面存储位置的方式，做到高压缩、高性能。提高数据库对磁盘的利用率。

页级压缩方案

数据页面在写入到磁盘前进行压缩，内存中数据为未压缩的状态。数据页面压缩后，拆分为多个定长（1K/2K/4K）的Chunk存储，压缩算法支持lz4和zstd。

行级压缩

本特性自MogDB 3.1.0版本开始引入。
在数据写入aStore行存表时，后台对数据进行压缩，典型场景下可以获得50%的存储空间节省，同时通过后台流控技术减少对系统资源的占用，性能几乎无损。

行级压缩方案

MogDB以数据行（Tuple）为单位进行压缩解压，以页面为单位训练字典。数据页面在写入内存页面时，准实时完成压缩，内存中为压缩状态，自研轻量级压缩算法。以记录行为单位进行压缩解压，对于OLTP点查场景，只需要解压一行数据，没有解压放大，能够获得更好的查询性能；

内存中的页面为压缩状态，在相同Shared Buffer大小下可以提供更高的内存命中率，进而提升查询性能；

在MVCC（多版本并发控制）查找历史版本链时，无需解压中间版本，只需要解压目标版本的数据行。这样可以大大减少解压的工作量，提高查询性能；

采用多数据页共享字典的方案，相比单表训练字典的方案，压缩字典可以随数据的变更自动演进，没有字典逐渐失效的问题。

优点

• OLTP点查场景，只需要解压一行数据，没有解压放大；
• 延迟解压，MVCC查找历史版本链时无需解压，只需要解压目标版本；
• 内存中页面为压缩状态，相同Shared Buffer容量下，内存命中率更高；
• 页内压缩，无page颗粒压缩的对齐空洞和磁盘碎片问题；
• 多个页面一起训练并共享压缩字典，减少字典空间占用；
• 专用字典解码器缓存，解压时无需频繁构建解码器，提升解码性能。

行级压缩支持的功能

Astore行级压缩支持如下功能：

• 创建和修改压缩表；
• 在对压缩表进行读写操作时自动完成压缩或解压操作；
• 支持压缩表主备同步；
• 支持压缩表过期版本回收；
• 当数据导入到压缩表时支持自动完成压缩；
• 支持通过GS_COMPRESSION视图展示系统所有压缩表的压缩情况；
• 兼容一级分区表，包括移动、迁移、合并、更新，分裂，添加，删除，截断分区等所有功能；兼容二级分区表，二级子分区的相关操作包括新增、删除、分裂、截断分区；
• 支持在段页式模式下创建压缩表，且段页式压缩表增删改查等特性能正常执行；
• 压缩表兼容MogDB已经发布的工具；
• 在autovacuum线程中加入compress page流程，减少磁盘IO次数，加锁次数，从而降低后台压缩开销；同时，Astore行级压缩优化了相关压缩算法；表的压缩效果对用户透明。

行级压缩约束

• 仅对Astore行存表生效，不能用于Ustore行存表、列存表和MOT；
• 默认创建非压缩表；
• 不能为系统表指定压缩属性；
• 不能为外表指定压缩属性；
• 不支持tablespace压缩属性；
• 分区压缩表，单个分区数据量大于128MB才会执行压缩；
• 普通vacuum命令，不会执行压缩，vacuum full命令会执行压缩；
• 后台压缩节省出来的空间不会立即反应到磁盘的空间占用，后续的数据插入会重复使用压缩节省出来的空间；
• 不支持3.0版本的段页式压缩表升级到5.0版本。如果3.0版本中有段页式压缩表，升级前请将段页式压缩表中的数据导入非压缩表进行备份，然后将段页式压缩表删除，升级完成后重新创建段页式压缩表，并将备份的数据导入新创建的段页式压缩表；

实战

1、创建压缩表和非压缩表。

MogDB=# CREATE TABLE tb_mogdb_compress (id INT, name TEXT, addr TEXT, info TEXT) WITH (compression = yes);
CREATE TABLE
MogDB=# CREATE TABLE tb_mogdb_no_compress (id INT, name TEXT, addr TEXT, info TEXT);
CREATE TABLE
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2、插入随机数据。

MogDB=# INSERT INTO tb_mogdb_compress VALUES (generate_series(0, 1999999), 'fasdfasdhigasidfdfhgioashdfgohaosdgh', 'fasdfasdfasdahasdhsfsdgstyjdth', 'fasdhgsoidfhisdifgiosdfiogio');
INSERT 0 2000000
MogDB=# INSERT INTO tb_mogdb_no_compress VALUES (generate_series(0, 1999999), 'fasdfasdhigasidfdfhgioashdfgohaosdgh', 'fasdfasdfasdahasdhsfsdgstyjdth', 'fasdhgsoidfhisdifgiosdfiogio');
INSERT 0 2000000
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3、执行vacuum full可以立即触发压缩指令。

MogDB=# vacuum full tb_mogdb_compress;

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4、查看压缩表和非压缩表所占大小。

MogDB=# \d+
                                             List of relations
 Schema |         Name         | Type  | Owner  |  Size  |              Storage              | Description 
--------+----------------------+-------+--------+--------+-----------------------------------+-------------
 public | tb_mogdb_compress    | table | yaojun | 105 MB | {orientation=row,compression=yes} | 
 public | tb_mogdb_no_compress | table | yaojun | 256 MB | {orientation=row,compression=no}  | 
(2 rows)
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可以看出节约了50%以上的存储空间节省，MogDB的行级压缩更省CPU，性能更好，适用于金融高负载场景。