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PostgreSQL膨胀表或索引收缩插件之pg_squeeze

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PostgreSQL膨胀表或索引收缩插件之pg_squeeze
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PostgreSQL的MVCC是通过使用一种多版本模型来维护，所以表或索引的膨胀是不可避免的。

通常我们收缩膨胀表或索引可以使用vacuum full、rewrite table(如在线CLUSTER)的方式重建表，至于索引可以重建或重定位表的索引。

但上面说的方式是需要持有排它锁，会堵塞读操作。为了减少锁冲突，相应的插件就应运而生，例如pg_squeeze、pg_repack等。


pg_squeeze和pg_repack区别

首先说pg_repack，pg_repack 是pg_reorg的一个分支。其工作机制如下：

  • 创建一个日志表来记录对原始表所做的更改。
  • 在原始表上添加一个触发器，将 INSERT、UPDATE 和 DELETE 记录到我们的日志表中。
  • 创建一个包含旧表中所有行的新表。
  • 在这个新表上建立索引。
  • 将日志表中产生的所有更改应用到新表。
  • 使用system catalog(包含了元数据的VIEW和表的一个schema)交换表，包括索引和toast table。
  • 删除原始表。
从上述pg_repack的工作机制来看，其使用了新建表的方式重组数据，最后通过切换完成数据重组。仅仅在切换时需要持有排他锁，因时间非常短暂，影响比VACUUM FULL和rewrite的方式小很多。但是pg_repack都需要建触发器，记录下增量重组时，原表产生的增量数据。因此重组时，触发器及原表的DML会带来一定的影响。
而pg_squeeze的工作原理是创建一个新的数据文件，然后在复制快照时将所做的更改应用到表中。这是使用REDO和logical replication来捕获对重建表的数据更改的方式来完成。

所以相对于pg_repack，其不需要建触发器，并且在重组时对原表的DML几乎没有性能影响。另外pg_squeeze支持自动重组。即通过设置阈值，自动启动WORKER进程，将数据复制到重组表，最后加锁切换。但是要求表必须有一个PRIMARY KEY，或者在非空列上至少有一个唯一索引。

pg_squeeze安装及使用

下载路径如下：

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

1. 设置PG_CONFIG环境变量，安装时，我们必须确保路径中的pg_config 版本正确
2. 编译安装
3. 修改postgresql.conf 参数文件并重启生效
wal_level = logical
max_replication_slots = 1             #或者在当前值上加1。
shared_preload_libraries = pg_squeeze    #将pg_squeeze添加到现有库中。
4. 使用超级用户创建扩展pg_squeeze
CREATE EXTENSION pg_squeeze;
常规处理表注册详细：
要使“pg_squeeze”扩展知道该表，您需要在“squeeze.tables”表中插入一条记录。添加后，会定期检查表的统计信息。每当表满足要“squeezed”的条件时，就会将“任务”添加到队列中。
最简单的“注册”如下：
INSERT INTO squeeze.tables (tabschema, tabname, schedule)
VALUES (public, person, ({10}, {23}, NULL, NULL, {4, 6}));
可以选择指定其他列，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);
释：表“public”.“person”在每周四和周六的 23:10 进行检查。空闲空间阈值为30%。

字段描述如下：

  • “tabschema”和“tabname”分别是模式和表名。

  • “schedule”列告诉何时应该检查表，并且可能会被squeezed。调度由以下复合数据类型的值描述，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）指定一天内的检查时间，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）确定日期。

    如果“分钟”、“小时”和“月”都与当前时间戳匹配，则执行检查，而 NULL 值分别表示任何分钟、小时和月。至于“days_of_month”和“days_of_week”，至少其中之一需要与当前时间戳匹配，或者两者都需要为 NULL 才能进行检查。

  • “free_space_extra”表示空闲空间超过多少时就会对表进行重建，默认是50。

  • “min_size”是表必须占用的最小磁盘空间（以 MB 为单位）才能进行处理。默认值为 8。

  • “vacuum_max_age”当进行一次vacuum后，认为fsm是有效的最大时间，默认1小时。

  • “max_retry”当重建表失败时最大的重新尝试的次数，默认是0。

  • “clustering_index”是已处理表的现有索引。处理完成后，表的元组将按此索引的键进行物理排序。

  • “rel_tablespace”是表应该移动到的现有表空间。NULL 意味着表应该保持在原来的位置。

  • “ind_tablespaces”是一个二维数组，其中每一行指定索引的表空间映射。第一列和第二列分别代表索引名和表空间名。所有未指定映射的索引都将保留在原始表空间中。

  • “skip_analyze”表示表处理后不应该有ANALYZE命令。默认值为“false”，表示默认执行 ANALYZE。

启动pg_squeeze自动处理命令：
SELECT squeeze.start_worker();
关闭pg_squeeze命令：
SELECT squeeze.stop_worker();
设置squeeze.max_xlock_time控制最大占用锁的时间。
SET squeeze.max_xlock_time TO 100;
注：单位为毫秒。
临时处理：
还可以手动收缩表，而无需注册，跳过任何时间和膨胀检查。
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（上海新炬王翦团队）

本文来源：“IT那活儿”公众号

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