Accélérer les performances de la base de données à l'aide du cache de disque

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Cette page explique comment provisionner, configurer et utiliser la mise en cache du disque sur AlloyDB Omni pour améliorer les performances de votre installation AlloyDB Omni.

En plus des tampons partagés en mémoire PostgreSQL standards, le cache de disque AlloyDB Omni permet de stocker des tampons sur une solution de stockage rapide, comme des disques durs SSD (Solid-State Drives). La mise en cache de disque accélère la récupération des données dans les installations AlloyDB Omni dont les répertoires de données sont situés sur un stockage plus lent.

Comme les tampons partagés PostgreSQL, le cache de disque AlloyDB Omni n'est pas persistant, ce qui signifie que les données mises en cache sont perdues en cas de redémarrage.

Par défaut, le cache de disque AlloyDB Omni utilise tout l'espace de stockage indiqué par le système de fichiers. Vous pouvez définir la quantité de stockage réservée à la mise en cache des données à l'aide du paramètre omni_disk_cache_file_size.

Activer le cache de disque AlloyDB Omni

Pour activer le cache de disque, suivez toutes les sous-sections ci-dessous :

  1. Provisionner des disques et créer un système de fichiers
  2. Installer le répertoire du cache dans AlloyDB Omni
  3. Activer le cache de disque AlloyDB Omni pour AlloyDB Omni exécuté dans un conteneur

Provisionner des disques et créer un système de fichiers

Pour le cache de disque AlloyDB Omni, vous créez un système de fichiers sur un ou plusieurs disques et vous l'installez. Vous pouvez également employer des utilitaires tels que mdadm ou lvm pour regrouper la capacité de plusieurs disques et utiliser n'importe quel système de fichiers.

La procédure suivante montre comment utiliser lvm et ext4 sur une instance Ubuntu Compute Engine avec des SSD NVMe.

  1. Créez un groupe de volumes à partir de tous les appareils physiques disponibles :

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

    Remplacez les éléments suivants :

    • STORAGE_PREFIX : préfixe du chemin d'accès aux disques locaux cibles associés à une machine virtuelle à l'aide de l'interface NVMe (Nonvolatile Memory Express). Par exemple, sur Google Cloud, les chemins d'accès aux périphériques NVMe commencent toujours par /dev/nvme0n.
    • VOLUME_GROUP : nom d'un groupe de volumes dans lequel vos SSD sont combinés, par exemple omni-disk-cache-volume.

  2. Pour créer un volume logique exploitant la capacité disponible du groupe de volumes de l'étape précédente, utilisez la commande suivante :

    sudo lvcreate -n LOGICAL_VOLUME -l 100%FREE VOLUME_GROUP

    Remplacez LOGICAL_VOLUME par le nom d'un volume logique traité comme une partition par le LVM, par exemple omni_disk_cache_device.

  3. Créez le système de fichiers ext4 sur le volume logique. Si nécessaire, vous pouvez spécifier d'autres options ext4 liées à la sécurité des données. 
    sudo mkfs.ext4 /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME

  4. Pour créer un répertoire servant de point d'installation sur la machine hôte et installer le système de fichiers, exécutez la commande suivante :

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

    Remplacez OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY par le nom du répertoire ou par un chemin d'accès au répertoire servant de point d'installation (par exemple, omni_disk_cache_directory).

Installer le répertoire du cache dans AlloyDB Omni

Avant d'activer le cache de disque pour une instance AlloyDB Omni exécutée dans un conteneur, vous devez installer le répertoire de cache dans AlloyDB Omni.

Pour savoir comment installer AlloyDB Omni à partir d'une image Docker et le personnaliser, consultez Personnaliser votre installation d'AlloyDB Omni.

Pour installer OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY dans votre conteneur Docker exécutant AlloyDB Omni, utilisez la commande suivante :

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 \
        -d google/alloydbomni

Remplacez les éléments suivants :

  • CONTAINER_NAME : nom à attribuer au nouveau conteneur AlloyDB Omni (par exemple, my-omni).
  • PASSWORD : mot de passe de l'administrateur racine de votre base de données PostgreSQL.
  • DATA_DIR : chemin d'accès au système de fichiers qu'AlloyDB Omni doit utiliser pour son répertoire de données.
  • CACHE_DIRECTORY_PATH : répertoire du cache dans le conteneur AlloyDB Omni qui est mappé au point d'installation sur la machine hôte (par exemple, en fonction de la valeur du répertoire du cache dans le conteneur : /omni_disk_cache_directory, semblable à OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY, ou /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 \
        -d docker.io/google/alloydbomni

Remplacez les éléments suivants :

  • CONTAINER_NAME : nom à attribuer au nouveau conteneur AlloyDB Omni (par exemple, my-omni).
  • PASSWORD : mot de passe de l'administrateur racine de votre base de données PostgreSQL.
  • CACHE_DIRECTORY_PATH : répertoire du cache dans le conteneur AlloyDB Omni qui est mappé au point d'installation sur la machine hôte (par exemple, en fonction de la valeur du répertoire du cache dans le conteneur : /omni_disk_cache_directory, semblable à OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY, ou /disk/cache/inside/container).

Pour accorder des autorisations d'accès complet au OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY installé, utilisez les commandes suivantes :

Docker 

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

Podman 

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

Activer le cache de disque

Pour activer la mise en cache sur disque pour votre base de données, procédez comme suit :

  1. Connectez-vous à votre base de données en tant que SUPERUSER.

    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. Définissez les indicateurs GUC (Grand Unified Configuration) omni_disk_cache_enabled et omni_disk_cache_directory.

    ALTER SYSTEM SET omni_disk_cache_enabled=on;
ALTER SYSTEM SET omni_disk_cache_directory='/OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY';

  3. (Facultatif) Par défaut, AlloyDB Omni utilise tout l'espace disponible dans le système de fichiers. Si nécessaire, vous pouvez remplacer cette valeur en mettant à jour l'indicateur GUC omni_disk_cache_file_size.

    ALTER SYSTEM SET omni_disk_cache_file_size=SIZE_IN_MB;

    Remplacez SIZE_IN_MB par la quantité d'espace disque (en Mo) que vous souhaitez que le cache disque utilise.

  4. Redémarrez AlloyDB Omni.

    Docker

    sudo docker restart CONTAINER_NAME

    Podman

    sudo podman restart CONTAINER_NAME

Vérifier la configuration du cache de disque

Après avoir activé le cache de disque AlloyDB Omni, surveillez l'activité de lecture et d'écriture sur les disques à l'aide d'utilitaires tels que iotop ou iostat pour vous assurer que le cache de disque est bien accessible.

Vous pouvez également vérifier si le cache de disque AlloyDB Omni est ouvert.

Pour vérifier la configuration du cache de disque pour AlloyDB Omni, utilisez la commande suivante.

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"

Si la mise en cache de disque est correctement configurée, le message Successfully opened omni disk cache ... s'affiche dans les journaux.

Étapes suivantes