PostgreSQL技术大讲堂 - 第17讲：Vacuum空间管理工具

北京CUUG 2023-05-25

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Part 17：Vacuum空间管理工具

内容1	VACUUM 概述
内容2	可见性地图作用
内容3	冻结处理
内容4	Autovacuum daemon
内容5	Full VACUUM

VACUUM概述

· VACUUM概述

Vacuum处理对数据库中的指定表或所有表执行以下任务：

1、移除死元组

删除死元组并对每个页面的活元组进行碎片整理。

删除指向死元组的索引元组。

2、冷冻老的Txid

必要时冻结老元组的Txid

更新冻结的与系统目录（pg_database和pg_class）相关的txid

如有可能，移除clog中不必要的部分

3、其他

更新已处理表的FSM和VM。

更新几个统计数据（pg_stat_all_tables等）

VACUUM处理流程

· VACUUM 处理流程

（1）从指定的表中获取每个表。

（2）获取表的ShareUpdateExclusiveLock锁。此锁允许读取其他事务。

（3）扫描所有页面以获取所有死元组，必要时冻结旧元组。

（4）如果存在，则移除指向相应死元组的索引元组。

（5）对表的每一页执行以下步骤（6）和（7）。

（6）移除死元组并重新分配页面中的活元组。

（7）更新目标表的相应FSM和VM。

（8）如果最后一页没有元组，则截断最后一页。

（9）更新与目标表的真空处理相关的统计信息和系统目录。

（10）更新与真空处理相关的统计数据和系统目录。

（11）如果可能的话，删除不必要的文件和clog的页面

· 第一步

执行冻结处理并删除指向死元组的索引元组

1、扫描目标表，创建死元组列表

2、通过死元组列表删除索引元组，即“清理阶段”

3、如此循环，直到清完为止

· 清理操作流程

· 第二步

更新与每个目标表的真空处理相关的统计信息和系统目录。

此外，如果最后一页没有元组，则从表文件中将其截断。

如果可能的话，它会删除不必要的clog部分

可见性地图

· 提高vacuum的效率

可见性地图用来记录含有被删除行的数据块id，以提供给vacuum参考。

冻结处理

· 冻结处理流程

冻结处理有两种模式：

lazy mode（惰性模式）

eager mode（急切模式）

删除不需要的clog文件

· 删除clog文件

Autovacuum Daemon

· Autovacuum 守护进程

默认每分钟执行一次，由autovacuum_naptime参数定义。

默认调用三个worker进程进行工作，由autovacuum_max_workers参数定义。

Full VACUUM

· Full VACUUM

· Full VACUUM 处理流程

· 什么时候需要FULL VACUUM?

testdb=# CREATE EXTENSION pg_freespacemap;
CREATE EXTENSION


testdb=# SELECT count(*) as "number of pages",
       pg_size_pretty(cast(avg(avail) as bigint)) as "Av. freespace size",
       round(100 * avg(avail)/8192 ,2) as "Av. freespace ratio"
       FROM pg_freespace('accounts');
 number of pages | Av. freespace size | Av. freespace ratio 
-----------------+--------------------+---------------------
            1640 | 99 bytes           |                1.21
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· FULL VACUUM示例（一）

testdb=# DELETE FROM accounts WHERE aid %10 != 0 OR aid < 100;
DELETE 90009


testdb=# VACUUM accounts;
VACUUM


testdb=# SELECT count(*) as "number of pages",
       pg_size_pretty(cast(avg(avail) as bigint)) as "Av. freespace size",
       round(100 * avg(avail)/8192 ,2) as "Av. freespace ratio"
       FROM pg_freespace('accounts');
 number of pages | Av. freespace size | Av. freespace ratio 
-----------------+--------------------+---------------------
            1640 | 7124 bytes         |               86.97
(1 row)
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· FULL VACUUM示例（二）

testdb=#  SELECT *, round(100 * avail/8192 ,2) as "freespace ratio"
                FROM pg_freespace('accounts');
 blkno | avail | freespace ratio 
-------+-------+-----------------
     0 |  7904 |           96.00
     1 |  7520 |           91.00
     2 |  7136 |           87.00
     3 |  7136 |           87.00
     4 |  7136 |           87.00
     5 |  7136 |           87.00
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· FULL VACUUM示例（三）

testdb=# VACUUM FULL accounts;
VACUUM
testdb=# SELECT count(*) as "number of blocks",
       pg_size_pretty(cast(avg(avail) as bigint)) as "Av. freespace size",
       round(100 * avg(avail)/8192 ,2) as "Av. freespace ratio"
       FROM pg_freespace('accounts');


number of pages | Av. freespace size | Av. freespace ratio 
-----------------+--------------------+---------------------
             164 | 0 bytes            |                0.00
(1 row)
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