PostgreSQL用户经常发现,服务端在连接数较大的情况下,会出现系统内存消耗过多的情况,严重者可能会造成OOM。但是服务端配置的共享内存(shared_buffers,wal_buffers等)是一定的,为什么内存会持续增加呢?这就与PostgreSQL的多进程架构有关了,下面我们来分析下。

1. 大规格PG实例内存使用率较高分析

为了保证物理内存能得到充分的利用,避免内存空间浪费,Linux把进程当前使用的内存部分加载到物理内存里,而不使用的部分则暂不加载。PostMaster进程注册共享内存时,系统只是分配一个虚拟的地址空间,并不直接分配物理内存。当有实际的内存访问时,CPU才会将虚拟地址映射到物理内存的一个地址上。维护这个映射关系的就是PageTable,它负责将虚拟内存地址转换成物理内存地址。

Linux的内存管理采取的是分页存取机制:把较大的物理内存分为了一个个固定大小(4kB)的内存页进行管理。每块内存页通过PageTable中的一个元组来维护虚拟/物理内存之间的映射。CPU为了提高虚拟/物理内存之间的转换效率,也会在TLB中缓存一定量的Page Table元组。

对于PostgreSQL这种多进程架构程序来说,当服务端使用的共享内存较大,且并发连接数较多时,由于操作系统对于每个进程都要维护单独的内存映射,PageTable中的元组数目将会变得非常多,所占用的内存大小也会特别大。

2. Huge Page改善措施

Linux为了应对这种场景,降低多进程下PageTable的内存消耗。自从2.6及以上内核版本提供了内存页大小为2MB的管理方式,称为Huge Page。如果使用Huge Page的话,相同物理内存使用量的情况下内存页的数目变少,减少了PageTable元组的条目个数,从而降低了系统的内存占用。

作为世界上最先进的开源数据库,PostgreSQL也适配了Linux的Huge Page特性,服务端在注册共享内存时,会通过配置参数huge_pages来决定是否申请大页内存。

postgresql.conf:
huge_pages = on -- 注册共享内存时必须使用大页
huge_pages = try -- 注册共享内存时首先考虑大页,若系统提供的大页内存不足时,则全部使用普通页
huge_pages = off -- 注册共享内存时不使用大页

真实应用场景:某PG用户将实例(shared_buffers = 64GB)部署在一台内存为256GB的ECS上,业务繁忙时ECS内存使用率为85%,PageTable占用内存120GB。而开启Huge Page后相同业务场景的内存使用率降低到50%以下,PageTable大小仅300M!

3. PG实例开启Huge Page操作步骤

(1)查看操作系统的Huge Page大小grep Hugepage /proc/meminfo

(2)估算PostgreSQL实例需要的Huge Page使用量:128GB/2MB * 1.2 = 78643

(3)/etc/sysctl.conf中添加:vm.nr_hugepages = 78643

(4)重新加载系统配置参数:sysctl –p

(5)确认是否配置成功。可以看到Huge Page总数为78643

(6)确认PG配置文件打开huge_pages

(7)启动PostgreSQL服务端,可以看到系统中的空闲Huge Page已经减少,部分大页已经被共享内存使用。

4. Huge Page使用建议

虽然Huge Page在一定场景下可以改善服务端内存使用过高的情况,但不是鼓励所有的PG实例都使用大页,盲目的开启Huge Page可能引起服务端的性能下降。下面我们根据Huge Page的优缺点来分析下使用场景。

Huge Page优势:

(1)CPU的TLB可以缓存的物理地址空间更大,从而提升TLB的命中率,降低CPU负载;

(2)Huge Page使用的内存是不可交换(swap)的,没有内存空间换入/换出的开销;

(3)极大的减少了系统维护PageTable的内存开销。

Huge Page劣势:

(1)Huge Page使用的内存需要预先分配;

(2)Huge Page使用固定大小的内存区域,不会被释放;

(3)对于写密集型的场景,Huge Page会加大Cache写冲突的发生概率。

所以强烈推荐PG实例开启Huge Page的场景:共享内存使用较大(>=8GB)且连接数较多(>= 500),并且热点数据分散。不推荐PG实例开启Huge Page的场景:写业务密集,热点数据集中且内存使用较小。

5.PG开启Huge Page时的注意事项

(1)当配置参数huge_pages设置为on时,若PG启动时需要注册的共享内存大于操作系统提供的Huge Page大小时,数据库将无法启动。推荐将huge_pages参数设置为try,在此种场景下,PostMaster将会改为申请普通内存。

(2)修改shared_buffers/wal_buffers等共享内存相关的GUC参数时,需要重新计算操作系统所需的Huge Page数,以防服务端无法启动或者部分大页内存没有被使用且无法释放而造成浪费。

点击关注,第一时间了解华为云新鲜技术~

技术实践丨PostgreSQL开启Huge Page场景分析的更多相关文章

  1. 王晶:华为云OCR文字识别服务技术实践、底层框架及应用场景 | AI ProCon 2019

    演讲嘉宾 | 王晶(华为云人工智能高级算法工程师王晶) 出品 | AI科技大本营(ID:rgznai100) 近期,由 CSDN 主办的 2019 中国AI 开发者大会(AI ProCon 2019) ...

  2. 技术实践丨React Native 项目 Web 端同构

    摘要:尽管 React Native 已经进入开源的第 6 个年头,距离发布 1.0 版本依旧是遥遥无期."Learn once, write anywhere",完全不影响 Re ...

  3. Huge Page 是否是拯救性能的万能良药?

    本文将分析是否Huge Page在任何条件下(特别是NUMA架构下)都能带来性能提升. 本博客已经迁移至: http://cenalulu.github.io/ 为了更好的体验,请通过此链接阅读: h ...

  4. [转帖]Huge Page 是否是拯救性能的万能良药?

    Huge Page 是否是拯救性能的万能良药? 本文将分析是否Huge Page在任何条件下(特别是NUMA架构下)都能带来性能提升. 文章欢迎转载,但转载时请保留本段文字,并置于文章的顶部 作者:卢 ...

  5. huge page 能给MySQL 带来性能提升吗?

    最近一直在做性能压测相关的事情,有公众号的读者朋友咨询有赞的数据库服务器有没有开启huge page,我听说过huge page会对性能有所提升,本文就一探究竟.对过程没有兴趣的可以直接看结论. 二 ...

  6. ​第3届云原生技术实践峰会(CNBPS 2020)重磅开启,“原”力蓄势待发!

    CNBPS 2020将在11月19-21日全新启动!作为国内最有影响力的云原生盛会之一,云原生技术实践峰会(CNBPS)至今已举办三届. 在2019年的CNBPS上,灵雀云CTO陈恺喊出"云 ...

  7. Linux就这个范儿 第15章 七种武器 linux 同步IO: sync、fsync与fdatasync Linux中的内存大页面huge page/large page David Cutler Linux读写内存数据的三种方式

    Linux就这个范儿 第15章 七种武器  linux 同步IO: sync.fsync与fdatasync   Linux中的内存大页面huge page/large page  David Cut ...

  8. 灵雀云Istio技术实践专题整理

    Istio技术实践专题(1) Service Mesh Istio 基本概念和架构基础 Istio被称作Kubernetes的最佳云原生拍档.从今天起,我们推出"Istio技术实践" ...

  9. 让互联网更快:新一代QUIC协议在腾讯的技术实践分享

    本文来自腾讯资深研发工程师罗成在InfoQ的技术分享. 1.前言 如果:你的 App,在不需要任何修改的情况下就能提升 15% 以上的访问速度,特别是弱网络的时候能够提升 20% 以上的访问速度. 如 ...

  10. IPv6技术详解:基本概念、应用现状、技术实践(下篇)

    本文来自微信技术架构部的原创技术分享. 1.前言 在上篇<IPv6技术详解:基本概念.应用现状.技术实践(上篇)>,我们讲解了IPV6的基本概念. 本篇将继续从以下方面展开对IPV6的讲解 ...

随机推荐

  1. 深入理解 Python 虚拟机:进程、线程和协程

    深入理解 Python 虚拟机:进程.线程和协程 在本篇文章当中深入分析在 Python 当中 进程.线程和协程的区别,这三个概念会让人非常迷惑.如果没有深入了解这三者的实现原理,只是看一些文字说明, ...

  2. Vue之仿百度搜索框

    <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8&quo ...

  3. Mach-O Inside: BSS Section

    1 BSS 起源 BSS(Block Started by Symbol)这个词最初是 UA-SAP 汇编器(United Aircraft Symbolic Assembly Program)中的一 ...

  4. EhCache使用详细介绍

    http://hi.baidu.com/yjl_zzh/item/18e6518397cdd1d9d1f8cdfb 2.EhCache的使用注意点    当用Hibernate的方式修改表数据(sav ...

  5. 使用 Vue 3 插件(Plugin)实现 OIDC 登录和修改密码(OIDC 系统以 Keycloak 为例)

    背景 目前单位系统常用 Keycloak 作为认证系统后端,而前端之前写的也比较随意,这次用 Vue 3 插件以及 Ref 响应式来编写这个模块.另外,这个可能是全网唯一使用 keycloak 的 O ...

  6. P-III曲线水文频率计算程序(方法)

    P-III曲线水文频率计算程序(方法) 最近遇到水文频率曲线拟合计算相关的问题,在网上查阅了一下,毕竟是专业性比较强的知识内容,好像没有比较系统全面的资料,一时兴起,做了一些研究,总结了一下所了解的一 ...

  7. 从混乱到优雅:基于DDD的六边形架构的代码翻新指南

    前言 趁着双十一备战封板,终于又有一些时间可以梳理一下最近的心得. 最近这半年跟同事讨论比较多的是分层架构,然后就会遇到两个触及灵魂的问题,一个是如何做好分层架构,二是DDD在架构层面该如何落地. 为 ...

  8. 匿名远程启动jenkins的job

    安装jenkins插件Build Authorization Token Root job配置中的构建触发器,勾选触发远程构建,输入要用的令牌,如soul 通过jenkins地址调用触发 非参数化jo ...

  9. 畅捷通T+与道一云对接集成报销信息列表连通凭证创建

    畅捷通T+与道一云对接集成获取报销信息列表连通凭证创建 数据源系统:道一云 在道一云坚实的技术基础上,道一云推出全新升级的2.0产品矩阵,分别是低码平台.智能门户.场景应用.基于云原生底座,为企业提供 ...

  10. jmeter工具中vars与props命令的区别和使用

    话不多说直接干活!!!!! vars 和 props命令存在于"jsr223 预处理器"."BeanShell 预处理程序"."JSR223 后置处理 ...