Accelera le prestazioni del database utilizzando la cache del disco

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Questa pagina descrive come eseguire il provisioning, configurare e utilizzare la memorizzazione nella cache del disco su AlloyDB Omni per aumentare le prestazioni dell'installazione di AlloyDB Omni.

Oltre ai buffer condivisi in memoria PostgreSQL standard, la cache su disco di AlloyDB Omni consente di archiviare i buffer su un archivio veloce come le unità a stato solido (SSD). La memorizzazione nella cache del disco accelera il recupero dei dati nelle installazioni di AlloyDB Omni con directory dei dati situate su uno spazio di archiviazione più lento.

Come i buffer condivisi di PostgreSQL, la cache del disco di AlloyDB Omni non è persistente, il che significa che i dati memorizzati nella cache vengono persi al riavvio.

Per impostazione predefinita, la cache del disco di AlloyDB Omni utilizza tutto lo spazio di archiviazione segnalato dal file system. Puoi definire la quantità di spazio di archiviazione riservato alla memorizzazione nella cache dei dati utilizzando il parametro omni_disk_cache_file_size.

Attiva la cache del disco di AlloyDB Omni

Per attivare la cache del disco, completa tutte le seguenti sottosezioni:

  1. Provisioning dei dischi e creazione di un file system
  2. Monta la directory della cache all'interno di AlloyDB Omni
  3. Attiva la cache del disco di AlloyDB Omni per AlloyDB Omni in esecuzione in un container

Esegui il provisioning dei dischi e crea un file system

Per la cache del disco AlloyDB Omni, crea un file system su uno o più dischi e montalo. Inoltre, puoi utilizzare utilità come mdadm o lvm per raggruppare la capacità utilizzando più dischi e qualsiasi file system.

I passaggi seguenti mostrano l'utilizzo di lvm e ext4 su un'istanza Compute Engine Ubuntu utilizzando unità SSD NVMe.

  1. Crea un gruppo di volumi da tutti i dispositivi fisici disponibili:

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

    Sostituisci quanto segue:

    • STORAGE_PREFIX: il prefisso del percorso dei dischi locali di destinazione collegati a una macchina virtuale utilizzando l'interfaccia NVMe (Nonvolatile Memory Express). Ad esempio, su Google Cloud, i percorsi dei dispositivi NVMe iniziano sempre con /dev/nvme0n.
    • VOLUME_GROUP: il nome di un gruppo di volumi in cui sono combinate le unità SSD, ad esempio omni-disk-cache-volume.

  2. Per creare un volume logico dalla capacità libera del gruppo di volumi del passaggio precedente, utilizza il seguente comando:

    sudo lvcreate -n LOGICAL_VOLUME -l 100%FREE VOLUME_GROUP

    Sostituisci LOGICAL_VOLUME con il nome di un volume logico trattato come partizione da LVM, ad esempio omni_disk_cache_device.

  3. Crea il file system ext4 sul volume logico. Se necessario, puoi specificare altre opzioni di ext4 soggette alla sicurezza dei dati. 
    sudo mkfs.ext4 /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME

  4. Per creare una directory che funga da punto di montaggio sulla macchina host e montare il file system, utilizza il seguente comando:

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

    Sostituisci OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY con il nome della directory o un percorso alla directory che funge da punto di montaggio, ad esempio omni_disk_cache_directory.

Monta la directory della cache all'interno di AlloyDB Omni

Prima di attivare la cache del disco per AlloyDB Omni in esecuzione in un container, devi montare la directory della cache all'interno di AlloyDB Omni.

Per informazioni sull'installazione di AlloyDB Omni da un'immagine Docker e sulla sua personalizzazione, consulta Personalizza l'installazione di AlloyDB Omni.

Per montare OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY all'interno del container Docker che esegue AlloyDB Omni, utilizza questo comando:

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

Sostituisci quanto segue:

  • CONTAINER_NAME: il nome da assegnare al nuovo container AlloyDB Omni, ad esempio my-omni.
  • PASSWORD: la password dell'amministratore root del database PostgreSQL.
  • DATA_DIR: il percorso del file system che vuoi che AlloyDB Omni utilizzi per la directory dei dati.
  • CACHE_DIRECTORY_PATH: la directory della cache all'interno del container AlloyDB Omni che esegue il mapping al punto di montaggio sulla macchina host, ad esempio, in base al valore della directory della cache all'interno del container, /omni_disk_cache_directory, simile a OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY, o /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

Sostituisci quanto segue:

  • CONTAINER_NAME: il nome da assegnare al nuovo container AlloyDB Omni, ad esempio my-omni.
  • PASSWORD: la password dell'amministratore root del database PostgreSQL.
  • CACHE_DIRECTORY_PATH: la directory della cache all'interno del container AlloyDB Omni che esegue il mapping al punto di montaggio sulla macchina host, ad esempio, in base al valore della directory della cache all'interno del container, /omni_disk_cache_directory, simile a OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY, o /disk/cache/inside/container.

Per concedere le autorizzazioni di accesso completo al OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY montato, utilizza i seguenti comandi:

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

Abilitare la cache del disco

Per attivare la memorizzazione nella cache del disco per il database:

  1. Connettiti al tuo database come 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. Imposta i flag omni_disk_cache_enabled e omni_disk_cache_directory Grand Unified Configuration (GUC).

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

  3. (Facoltativo) Per impostazione predefinita, AlloyDB Omni utilizza tutto lo spazio disponibile nel file system. Se necessario, puoi ignorare questa impostazione aggiornando il flag omni_disk_cache_file_size GUC.

    ALTER SYSTEM SET omni_disk_cache_file_size=SIZE_IN_MB;

    Sostituisci SIZE_IN_MB con la quantità di spazio su disco, in MB, che vuoi che la cache del disco utilizzi.

  4. Riavvia AlloyDB Omni.

    Docker

    sudo docker restart CONTAINER_NAME

    Podman

    sudo podman restart CONTAINER_NAME

Verifica la configurazione della cache del disco

Dopo aver abilitato la cache del disco di AlloyDB Omni, verifica che la cache del disco venga accessibile monitorando l'attività di lettura e scrittura sui dischi utilizzando le utilità disponibili come iotop o iostat.

Inoltre, puoi controllare se la cache del disco di AlloyDB Omni è aperta.

Per verificare la configurazione della cache del disco per AlloyDB Omni, utilizza il comando seguente.

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"

Se la memorizzazione nella cache su disco è configurata correttamente, nei log viene visualizzato il messaggio Successfully opened omni disk cache ....

Passaggi successivi