使用磁碟快取提升資料庫效能

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本頁說明如何佈建、設定及使用 AlloyDB Omni 的磁碟快取，以提升 AlloyDB Omni 安裝作業的效能。

除了標準 PostgreSQL 記憶體內建的共用緩衝區，AlloyDB Omni 磁碟快取還可將緩衝區儲存在固態硬碟 (SSD) 等快速儲存空間。如果 AlloyDB Omni 安裝作業的資料目錄位於速度較慢的儲存空間，磁碟快取功能可加快資料擷取速度。

與 PostgreSQL 共用緩衝區類似，AlloyDB Omni 磁碟快取不會保留資料，因此快取資料會在重新啟動時遺失。

根據預設，AlloyDB Omni 磁碟快取會使用檔案系統回報的所有儲存空間。您可以使用 omni_disk_cache_file_size 參數，定義保留給快取資料的儲存空間量。

啟用 AlloyDB Omni 磁碟快取

啟用 AlloyDB Omni 的磁碟快取時，採取的步驟取決於您是在容器中還是 Kubernetes 叢集上執行 AlloyDB Omni。

佈建磁碟並建立檔案系統

如果是 AlloyDB Omni 磁碟快取，您可以在磁碟或多個磁碟上建立檔案系統，並在 AlloyDB Omni 容器內掛接該檔案系統。此外，您可以使用 mdadm 或 lvm 等公用程式，透過多個磁碟將容量集中在一起，並使用任何檔案系統。

下列步驟示範如何在 Ubuntu Compute Engine 執行個體上使用 NVMe SSD，執行 lvm 和 ext4。

  1. 從所有可用的實體裝置建立磁碟區群組：

      nvme_prefix="STORAGE_PREFIX"
  nvme_list=$(ls "$nvme_prefix"*)
  sudo vgcreate VOLUME_GROUP ${nvme_list}

    更改下列內容：

    • STORAGE_PREFIX：使用非揮發性記憶體高速 (NVMe) 介面連結至虛擬機器的目標本機磁碟路徑前置字元，例如在 Google Cloud上，NVMe 裝置路徑一律以 /dev/nvme0n 開頭。
    • VOLUME_GROUP：SSD 組合所在的磁碟區群組名稱，例如 omni-disk-cache-volume。

  2. 如要從上一步的磁碟區群組可用容量建立邏輯磁碟區，請使用下列指令：

      sudo lvcreate -n LOGICAL_VOLUME -l 100%FREE VOLUME_GROUP

    將 LOGICAL_VOLUME 替換為 LVM 視為分割區的邏輯磁碟區名稱，例如 omni_disk_cache_device。

  3. 在邏輯磁碟區上建立 ext4 檔案系統。如有需要，您可以指定其他 ext4 選項，但須遵守資料安全規定。
      sudo mkfs.ext4 /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME

  4. 如要在主機上建立當做掛接點的目錄並掛接檔案系統，請使用下列指令：

      sudo mkdir /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY
  sudo mount /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY

    將 OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY 替換為目錄名稱或目錄路徑 (做為掛接點)，例如 omni_disk_cache_directory。

在 AlloyDB Omni 內掛接快取目錄

為在容器中執行的 AlloyDB Omni 啟用磁碟快取前，您必須先掛接 AlloyDB Omni 內的快取目錄。

如要瞭解如何從 Docker 映像檔安裝 AlloyDB Omni 並自訂，請參閱「自訂 AlloyDB Omni 安裝作業」。

如要在執行 AlloyDB Omni 的 Docker 容器內掛接 OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY，請使用下列指令：

Docker

      sudo docker run --name CONTAINER_NAME \
        -e POSTGRES_PASSWORD=PASSWORD \
        -e PGDATA=/var/lib/postgresql/data/pgdata \
        -v DATA_DIR:/var/lib/postgresql/data \
        -v /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY:/CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER \
        -d google/alloydbomni

更改下列內容：

  • CONTAINER_NAME：要指派給新 AlloyDB Omni 容器的名稱，例如 my-omni。
  • PASSWORD：PostgreSQL 資料庫根管理員的密碼。
  • DATA_DIR：您希望 AlloyDB Omni 用於資料目錄的檔案系統路徑。
  • CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER：AlloyDB Omni 容器內的快取目錄，會對應至主機上的掛接點，例如根據容器內快取目錄的值，可能是 /omni_disk_cache_directory (類似 OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY) 或 /disk/cache/inside/container。

Podman

      podman run --name CONTAINER_NAME \
        -e POSTGRES_PASSWORD=PASSWORD \
        -e PGDATA=/var/lib/postgresql/data/pgdata \
        -v DATA_DIR:/var/lib/postgresql/data \
        -v /OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY:/CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER \
        -d docker.io/google/alloydbomni

更改下列內容：

  • CONTAINER_NAME：要指派給新 AlloyDB Omni 容器的名稱，例如 my-omni。
  • PASSWORD：PostgreSQL 資料庫根管理員的密碼。
  • CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER：AlloyDB Omni 容器內的快取目錄，會對應至主機上的掛接點，例如根據容器內快取目錄的值，可能是 /omni_disk_cache_directory (類似 OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY) 或 /disk/cache/inside/container。

如要將完整存取權授予已掛接的 OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY，請使用下列指令：

Docker 

  sudo docker exec -it CONTAINER_NAME chown postgres:postgres /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER
  sudo docker exec -it CONTAINER_NAME chmod -R a+rw  /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER

Podman 

  sudo podman exec -it CONTAINER_NAME chown postgres:postgres /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER
  sudo podman exec -it CONTAINER_NAME chmod -R a+rw  /CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER

為在容器中執行的 AlloyDB Omni 啟用 AlloyDB Omni 磁碟快取

如要為資料庫啟用 AlloyDB Omni 磁碟快取，請先確認 Docker 容器可存取已掛接的快取目錄，然後設定適當的 Grand Unified Configuration (GUC) 參數。

  1. 如要以超級使用者身分連線至容器化 AlloyDB Omni 資料庫，請使用下列指令：

    Docker

          sudo docker exec -it CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres

    Podman

          sudo podman exec -it CONTAINER_NAME psql -h localhost -U postgres

  2. 如要設定參數值，請在 AlloyDB Omni 資料庫中使用下列指令：

            alter system set omni_disk_cache_enabled=on;
        alter system set omni_disk_cache_directory='/CACHE_DIRECTORY_PATH_INSIDE_CONTAINER';

  3. 根據預設，AlloyDB Omni 會使用檔案系統中的所有可用空間。如有需要，您可以使用 omni_disk_cache_file_size 參數覆寫預設值。

          alter system set omni_disk_cache_file_size=SIZE_IN_MB;

  4. 如要讓快取設定參數變更生效，請重新啟動執行中的 AlloyDB Omni 容器：

    Docker

          sudo docker restart CONTAINER_NAME

    Podman

          sudo podman restart CONTAINER_NAME

驗證磁碟快取設定

啟用 AlloyDB Omni 磁碟快取後，請使用 iotop 或 iostat 等實用工具監控磁碟的讀取和寫入活動，確認磁碟快取是否遭到存取。

此外，您也可以檢查 AlloyDB Omni 磁碟快取是否開啟。

如要驗證 AlloyDB Omni 的磁碟快取設定，請使用下列指令。

Docker 

sudo docker logs CONTAINER_NAME 2>&1 | grep "opened omni disk cache"

Podman 

sudo podman logs CONTAINER_NAME 2>&1 | grep "opened omni disk cache"

如果磁碟快取設定正確，記錄中會顯示 Successfully opened omni disk cache ... 訊息。

後續步驟