מעקב אחרי מנוע מבוסס-עמודות

מעקב אחרי המנוע מבוסס-העמודות עוזר לוודא שהשאילתות משתמשות במאגר הנתונים מבוסס-העמודות, ולהחליט אם לשנות את התוכן או את גודל הזיכרון שלו. אפשר לבדוק את התוכניות לביצוע שאילתות באמצעות ההצהרה EXPLAIN, ולראות את הטבלאות, העמודות והאינדקסים של מאגר העמודות, וגם את הנתונים הסטטיסטיים של הביצוע והשימוש בזיכרון. כדי לשנות את ההגדרות של המנוע מבוסס-העמודות, קראו את המאמר כוונון המנוע מבוסס-העמודות.

אימות השימוש במנוע מבוסס-העמודות באמצעות EXPLAIN

כדי לוודא שהמנוע מבוסס-העמודות פועל, אפשר להשתמש בהצהרה EXPLAIN כדי לראות את האופרטורים החדשים מבוססי-העמודות שמופיעים בתוכנית לביצוע שאילתה שנוצרה.

לקוח psql

EXPLAIN (ANALYZE,COSTS OFF,BUFFERS,TIMING OFF,SUMMARY OFF)
  SELECT l_returnflag, l_linestatus, l_quantity, l_extendedprice,
         l_discount, l_tax
    FROM lineitem
   WHERE l_shipdate <= date '1992-08-06'
;
                                 QUERY PLAN
-----------------------------------------------------------------------------
 Append (actual rows=3941797 loops=1)
   Buffers: shared hit=9
   ->  Custom Scan (columnar scan) on lineitem (actual rows=3941797 loops=1)
         Filter: (l_shipdate <= '1992-08-06'::date)
         Rows Removed by Columnar Filter: 56054083
         Columnar cache search mode: columnar filter only
         Buffers: shared hit=9
   ->  Seq Scan on lineitem (never executed)
  Filter: (l_shipdate <= '1992-08-06'::date)
  • Custom Scan (columnar scan) מציין שסריקה של מנוע מבוסס-עמודות נכללת בתוכנית לביצוע שאילתה.
  • ‫Rows Removed by Columnar Filter מציג את מספר השורות שסוננו על ידי ההפעלה הווקטורית של העמודות.
  • הערך של Columnar cache search mode יכול להיות columnar filter only,‏ native או row store scan. המתכנן בוחר את מצב החיפוש באופן אוטומטי על סמך יכולת ההערכה של העלות והדחיפה למטה.

כשהמתכנן בוחר במצב native, הוא דוחף למטה חלק מהאופרטורים העמודתיים לסריקה:

  • ‫Rows Aggregated by Columnar Scan מציג את מספר השורות שצוברות.
  • ‫Rows Sorted by Columnar Scan מציין את מספר השורות שממוינות.
  • Rows Limited by Columnar Scan מפרט את המספר המוגבל של השורות שנסרקו.

בצירופים, אופרטורים של סריקה עמודית יכולים להשתמש גם במצב Late Materialization.

לקוח psql

EXPLAIN (ANALYZE,COSTS OFF,BUFFERS,TIMING OFF,SUMMARY OFF)
  SELECT l_shipmode, o_orderpriority
    FROM orders, lineitem
   WHERE o_orderkey = l_orderkey
         AND l_shipmode in ('AIR', 'FOB')
         AND l_receiptdate >= date '1995-01-01'
;
                                 QUERY PLAN
-----------------------------------------------------------------------------
 Hash Join (actual rows=9865288 loops=1)
   Hash Cond: (lineitem.l_orderkey = orders.o_orderkey)
   Buffers: temp read=127738 written=127738
   ->  Append (actual rows=9865288 loops=1)
         ->  Custom Scan (columnar scan) on lineitem (actual rows=9865288 loops=1)
               Filter: ((l_shipmode = ANY ('{AIR,FOB}'::bpchar[])) AND
               (l_receiptdate >= '1995-01-01'::date))
               Rows Removed by Columnar Filter: 50130592
               Columnar cache search mode: native
         ->  Index Scan using idx_lineitem_orderkey_fkidx on lineitem
             (never executed)
               Filter: ((l_shipmode = ANY ('{AIR,FOB}'::bpchar[])) AND
               (l_receiptdate >= '1995-01-01'::date))
   ->  Hash (actual rows=15000000 loops=1)
         Buckets: 1048576  Batches: 32  Memory Usage: 37006kB
         Buffers: temp written=83357
         ->  Append (actual rows=15000000 loops=1)
               ->  Custom Scan (columnar scan) on orders (actual rows=15000000
                   loops=1)
                     Rows Removed by Columnar Filter: 0
                     Columnar projection mode: late materialization
                     Columnar cache search mode: native
               ->  Seq Scan on orders (never executed)

‫Columnar projection mode יכול להיות late materialization. אופרטורים של עמודות בוחרים במצב הזה באופן אוטומטי כשהמתכנן מבצע אופטימיזציה של ההקרנה על ידי דחיית המטריאליזציה של ערכי עמודות מסוימים.

הצגת השימוש בשאילתות איחוד (join) וקטוריות במנוע מבוסס-עמודות

כדי לאמת את אופרטור השאילתה הווקטורית החדש, אפשר להשתמש בהצהרה EXPLAIN כדי לראות את האופרטור החדש Vectorized Hash Join שמופיע בתוכנית לביצוע שאילתה שנוצרה.

EXPLAIN (ANALYZE,COSTS OFF,BUFFERS,TIMING OFF,SUMMARY OFF)
  SELECT l_quantity, l_extendedprice, l_discount, l_tax
    FROM lineitem, orders
    WHERE l_shipdate <= date '2022-08-06'
    AND  l_orderkey = o_orderkey
    AND  o_orderdate <= date '2025-03-07';
                                      QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------------
 Vectorized Hash Join (actual rows=3934686 loops=1)
   Vectorized partitioning, Partitions: 16 (Disk usage: 208MB)
   (Peak Memory Usage: 27MB, Threads: 1)
   Hash Cond: (lineitem.l_orderkey = orders.o_orderkey)
   Rows Removed by Bloom Filter: 0
   Buffers: temp read=26728 written=26728
   ->  Append (actual rows=3934686 loops=1)
         ->  Custom Scan (columnar scan) on lineitem (actual rows=3934686 loops=1)
               Filter: (l_shipdate <= '2022-08-06'::date)
               Rows Removed by Columnar Filter: 56051366
               Columnar cache search mode: native
         ->  Seq Scan on lineitem (never executed)
               Filter: (l_shipdate <= '2022-08-06'::date)
   ->  Vectorized Hash (actual rows=7245824 loops=1)
         Build bloom filter, Memory Usage: 1024kB
         ->  Append (actual rows=7245824 loops=1)
               ->  Custom Scan (columnar scan) on orders (actual rows=7245824 loops=1)
                     Filter: (o_orderdate <= '2025-03-07'::date)
                     Rows Removed by Columnar Filter: 7754176
                     Columnar cache search mode: native
               ->  Seq Scan on orders (never executed)
                     Filter: (o_orderdate <= '2025-03-07'::date)
  • הערך Vectorized Hash Join מציין שהצירוף בין שני היחסים השתמש בצירוף ה-hash הווקטורי.
  • ‫Vectorized partitioning, Partitions: מציג את מספר המחיצות שאליהן פוצלו הנתונים.

שימוש באפשרות COLUMNAR_ENGINE עבור EXPLAIN

הפקודה EXPLAIN תומכת באפשרות COLUMNAR_ENGINE. כשמציינים את הפקודה, היא מדפיסה הודעות Columnar Check בתוכנית EXPLAIN כדי להראות מה גרם למתכנן או למבצע לבחור בחירות מסוימות שקשורות למנוע מבוסס-העמודות בתוכנית. הפקודה גם מדפיסה פרטים נוספים שספציפיים למנוע מבוסס-העמודות. ההודעה משויכת לצומת הסריקה שאינו עמודתי. בדרך כלל היא מציינת את הסיבה הראשונה שמונעת בחירה בסריקה עמודית. לדוגמה, the table is too small, a needed column of the table is not in the CE store או a needed column has a CE unsupported data type.

בדוגמה הבאה, הפלט של הפקודה מדפיס הודעת Columnar Check:

לקוח psql

EXPLAIN (COLUMNAR_ENGINE, COSTS OFF)
SELECT * FROM sample_small_table
WHERE col1 > 10000;
              QUERY PLAN
--------------------------------------
 Seq Scan on sample_small_table
   Filter: (col1 > 10000)
   Columnar Check: table is too small

בהתאם להודעה, המשתמש יכול לבצע אחת מהפעולות הבאות:

  • מטפלים בסיבה הספציפית ומריצים מחדש את הפקודה כדי לאשר את התוכנית העמודתית.
  • חוזרים על אותו תהליך. יכולות להיות כמה סיבות, והפסוקית מנסה לפרט רק את הראשונה.

בדוגמה הבאה מוצגים פרטים נוספים שספציפיים למנוע מבוסס-העמודות:

לקוח psql

EXPLAIN (ANALYZE, COLUMNAR_ENGINE, COSTS OFF, TIMING OFF, SUMMARY OFF, VERBOSE) SELECT SUM(c1) FROM counter_table WHERE c2 > 0 and c2 < 80000;
                                         QUERY PLAN
---------------------------------------------------------------------------------------------
 Aggregate (actual rows=1 loops=1)
   Output: sum(c1)
   ->  Append (actual rows=79999 loops=1)
         ->  Custom Scan (columnar scan) on public.counter_table (actual rows=79999 loops=1)
               Output: c1
               Filter: ((counter_table.c2 > 0) AND (counter_table.c2 < 80000))
               Rows Removed by Columnar Filter: 1
               Rows Aggregated by Columnar Scan: 79999
               Bytes fetched from storage cache: 1392655
               Columnar cache search mode: native
         ->  Seq Scan on public.counter_table (never executed)
               Output: c1
               Filter: ((counter_table.c2 > 0) AND (counter_table.c2 < 80000))
(13 rows)

הצגת מידע על טבלאות עם עמודות במאגר העמודות

כדי לראות מידע על הטבלאות או על התצוגות המהותיות עם עמודות במאגר העמודות, אפשר לשלוח שאילתה לתצוגה g_columnar_relations.

לקוח psql

SELECT * FROM g_columnar_relations;
-[ RECORD 1 ]------------------+---------------------
database_name                  | postgres
schema_name                    | public
relation_name                  | uuid_mod_test_stored
status                         | Usable
size                           | 700672237
invalid_block_count            | 0
block_count_in_cc              | 123907
total_block_count              | 123907
auto_refresh_trigger_count     | 0
auto_refresh_failure_count     | 0
auto_refresh_trigger_timestamp | NULL
auto_refresh_start_timestamp   | NULL
auto_refresh_end_timestamp     | NULL
auto_refresh_recent_status     | NONE YET

הצגת מידע על העמודות במאגר העמודות

אתם יכולים לראות מידע על העמודות במאגר העמודות על ידי שליחת שאילתה לתצוגה g_columnar_columns, כולל גודל העמודות וזמן הגישה האחרון.

לקוח psql

SELECT database_name, schema_name, relation_name, column_name, size_in_bytes, last_accessed_time FROM g_columnar_columns;

הצגת נתונים סטטיסטיים של ביצוע שאילתות אחרונות במנוע מבוסס-עמודות

אתם יכולים לראות את הנתונים הסטטיסטיים של הרצת שאילתות אחרונות במנוע מבוסס-העמודות באמצעות התצוגה g_columnar_stat_statements. התצוגה הזו מספקת נתונים סטטיסטיים ספציפיים למנוע מבוסס-עמודות, וצריך להפעיל את התוסף pg_stat_statements כדי להשתמש בה.

לקוח psql

כדי לראות את הנתונים הסטטיסטיים האלה:

  1. מפעילים את התוסף pg_stat_statements:
    CREATE EXTENSION pg_stat_statements;
    
  2. מריצים את השאילתות שרוצים לראות את הנתונים הסטטיסטיים שלהן. אתם יכולים לעשות את זה באופן ידני, או לתת לאפליקציות לפעול במשך זמן מה כדי ליצור נתונים.
  3. שולחים שאילתה לתצוגה g_columnar_stat_statements כדי לראות את הנתונים הסטטיסטיים שנאספו.
    SELECT * FROM g_columnar_stat_statements WHERE page_read > 0;
    

    הפלט אמור להיראות כך:

    -[ RECORD 1 ]--------------------------+--------------------
    user_id                              | 16391
    db_id                                | 1008530
    query_id                             | 6672321263128921833
    columnar_unit_read                   | 32
    page_read                            | 128003
    rows_filtered                        | 0
    columnar_scan_time                   | 0
    vectorized_join_time                 | 0
    vectorized_aggregation_time          | 0
    vectorized_aggregation_vj_time       | 0
    -[ RECORD 2 ]--------------------------+--------------------
    user_id                              | 16391
    db_id                                | 1008530
    query_id                             | -816808861243589285
    columnar_unit_read                   | 30
    page_read                            | 119811
    rows_filtered                        | 0
    columnar_scan_time                   | 0
    vectorized_join_time                 | 0
    vectorized_aggregation_time          | 0
    vectorized_aggregation_vj_time       | 0
    

הצגת השימוש בזיכרון של מאגר העמודות

כדי לראות את כמות ה-RAM הפנוי שזמין למנוע מבוסס-העמודות, אפשר לשלוח שאילתה לפונקציה google_columnar_engine_memory_available(). המספר השלם שמתקבל מייצג את הזיכרון הזמין במגה-בייט (MB).

SELECT google_columnar_engine_memory_available();

הצגת מידע על אינדקסים במאגר העמודות

כדי לראות מידע על הסטטוס, הגודל ומדדים שונים שקשורים לביצועים של אינדקסים טבלאיים, אפשר לשלוח שאילתה לתצוגה g_columnar_indexes.

לקוח psql

SELECT
     database_name, schema_name, index_name, status, size,
     total_partition_count, non_leaf_partition_count, leaf_partition_count,
     invalid_block_count, block_count_in_cc, total_block_count,
     creation_time, auto_refresh_trigger_count,
     auto_refresh_failure_count, auto_refresh_trigger_timestamp,
     auto_refresh_start_timestamp, auto_refresh_end_timestamp,
     auto_refresh_recent_status
FROM g_columnar_indexes;

בטבלה הבאה מתוארים השדות של התצוגה g_columnar_indexes.

שדה סוג נתונים תיאור
database_name NAME שם מסד הנתונים שבו נמצא האינדקס
schema_name NAME שם הסכימה שאליה שייך האינדקס
index_name NAME שם האינדקס
status NAME סטטוס האינדקס במנוע מבוסס-העמודות
size BIGINT גודל האינדקס במנוע מבוסס-העמודות
total_partition_count BIGINT מספר המחיצות הכולל של האינדקס במנוע מבוסס-העמודות
non_leaf_partition_count BIGINT המספר הכולל של המחיצות שאינן עלים באינדקס במנוע מבוסס-העמודות
leaf_partition_count BIGINT מספר המחיצות הכולל של העלה הירוק של האינדקס במנוע מבוסס-עמודות
invalid_block_count BIGINT מספר הבלוקים הלא תקינים הכולל במנוע מבוסס-העמודות של האינדקס
block_count_in_cc BIGINT מספר הבלוקים הכולל של האינדקס במנוע מבוסס-העמודות
total_block_count BIGINT המספר הכולל של הבלוקים באינדקס
creation_time BIGINT זמן יצירת האינדקס במנוע מבוסס-העמודות
auto_refresh_trigger_count BIGINT המספר הכולל של רענונים אוטומטיים שהופעלו מאז ההפעלה של PostgreSQL
auto_refresh_failure_count BIGINT מספר הכשלים הכולל ברענון האוטומטי מאז ההפעלה של PostgreSQL
auto_refresh_trigger_timestamp BIGINT חותמת הזמן של הרענון האוטומטי האחרון שהופעל
auto_refresh_start_timestamp BIGINT חותמת הזמן של הרענון האוטומטי האחרון שהתחיל
auto_refresh_end_timestamp BIGINT חותמת הזמן של הרענון האוטומטי האחרון שהושלם
auto_refresh_recent_status TEXT הסטטוס של הרענון האוטומטי האחרון