使用磁碟快取提升資料庫效能

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本頁面說明如何在 AlloyDB Omni 上佈建、設定及使用磁碟快取，提升 AlloyDB Omni 安裝作業的效能。

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

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，定義要保留多少儲存空間來快取資料。

啟用 AlloyDB Omni 磁碟快取

如要啟用磁碟快取，請完成下列所有子節：

  1. 佈建磁碟並建立檔案系統
  2. 在 AlloyDB Omni 中掛接快取目錄
  3. 為在容器中執行的 AlloyDB Omni 啟用 AlloyDB Omni 磁碟快取

佈建磁碟並建立檔案系統

如要使用 AlloyDB Omni 磁碟快取，請在一或多個磁碟上建立檔案系統，並掛接該系統。此外，您可以使用 mdadm 或 lvm 等公用程式，透過多個磁碟集區容量，並使用任何檔案系統。

下列步驟示範如何在採用 NVMe SSD 的 Ubuntu Compute Engine 執行個體上使用 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：目標本機磁碟路徑的前置字串，這些磁碟是使用非揮發性記憶體標準 (NVMe) 介面附加至虛擬機器，例如在 Google Cloud，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. 如要使用上一步中磁碟區群組的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，但須遵守資料安全性規定。
    sudo mkfs.ext4 /dev/VOLUME_GROUP/LOGICAL_VOLUME

  4. 如要在主體機器上建立目錄做為掛接點，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 替換為目錄名稱或做為掛接點的目錄路徑，例如 omni_disk_cache_directory。

在 AlloyDB Omni 內掛接快取目錄

在容器中執行的 AlloyDB Omni 啟用磁碟快取前，必須先在 AlloyDB Omni 中掛接快取目錄。

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」。

如要在執行 AlloyDB Omni 的 Docker 容器中掛接 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 \
        -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：AlloyDB Omni 資料目錄的檔案系統路徑。
  • CACHE_DIRECTORY_PATH：AlloyDB Omni 容器內的快取目錄，對應至主體機器上的掛接點，例如根據容器內的快取目錄值，/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 \
        -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：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。

如要授予掛接 OMNI_DISK_CACHE_DIRECTORY 的完整存取權限，請使用下列指令：

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

啟用磁碟快取

如要為資料庫啟用磁碟快取，請完成下列步驟：

  1. 以SUPERUSER身分連線至資料庫。

    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. 設定 omni_disk_cache_enabled 和 omni_disk_cache_directory Grand Unified Configuration (GUC) 旗標。

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

  3. (選用) 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，您可以更新 omni_disk_cache_file_size GUC 旗標來覆寫這項設定。

    ALTER SYSTEM SET omni_disk_cache_file_size=SIZE_IN_MB;

    將 SIZE_IN_MB 替換為磁碟快取要使用的磁碟空間量 (以 MB 為單位)。

  4. 重新啟動 AlloyDB Omni。

    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 等可用公用程式監控磁碟的讀寫活動，確認磁碟快取是否可存取。

此外，您也可以檢查 AlloyDB Omni 磁碟快取是否已開啟。

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

* 關於自動記憶體管理 * 關於本機 SSD 磁碟 * 建立及啟動 VM 執行個體