Поскольку сбор статистики несколько увеличивает накладные расходы при выполнении запроса, есть возможность настроить СУБД так, чтобы выполнять или не выполнять сбор статистической информации. Это контролируется конфигурационными параметрами, которые обычно устанавливаются в файле postgresql.conf. (Подробно установка конфигурационных параметров описывается в Главе 19.)

Параметр track_activities включает мониторинг текущих команд, выполняемой любым серверным процессом.

Параметр track_counts определяет необходимость сбора статистики по обращениям к таблицам и индексам.

Параметр track_functions включает отслеживание использования пользовательских функций.

Параметр track_io_timing включает мониторинг времени чтения и записи блоков.

Обычно эти параметры устанавливаются в postgresql.conf, поэтому они применяются ко всем серверным процессам, однако, используя команду SET, их можно включать и выключать в отдельных сеансах. (Для того чтобы обычные пользователи не скрывали свою работу от администратора СУБД, изменять эти параметры с помощью команды SET могут только суперпользователи.)

Сборщик статистики использует временные файлы для передачи собранной информации другим процессам Postgres Pro. Имя каталога, в котором хранятся эти файлы, задаётся параметром stats_temp_directory, по умолчанию он называется pg_stat_tmp. Для повышения производительности stats_temp_directory может указывать на каталог, расположенный в оперативной памяти, что сокращает время физического ввода/вывода. При остановке сервера постоянная копия статистической информации сохраняется в подкаталоге pg_stat, поэтому статистику можно хранить на протяжении нескольких перезапусков сервера. Когда восстановление выполняется при запуске сервера (например, после непосредственного завершения работы, катастрофического отказа сервера, и восстановлении на заданную точку во времени), все статистические данные счётчиков сбрасываются.

Для просмотра текущего состояния системы предназначены несколько предопределённых представлений, которые перечислены в Таблице 28.1. В дополнение к ним есть несколько других представлений, перечисленных в Таблице 28.2, позволяющих просмотреть результаты сбора статистики. Кроме того, на базе нижележащих статистических функций можно создать собственные представления, как описано в Подразделе 28.2.3.

Наблюдая собранные данные в сборщике статистики, важно понимать, что эта информация обновляется не сразу. Каждый серверный процесс передаёт новые статистические данные сборщику статистики непосредственно перед переходом в режим ожидания; то есть запрос или транзакция в процессе выполнения не влияют на отображаемые данные статистики. К тому же, сам сборщик статистики формирует новый отчёт не чаще, чем раз в PGSTAT_STAT_INTERVAL миллисекунд (500 мс, если этот параметр не изменялся при компиляции сервера). Так что отображаемая информация отстаёт от того, что происходит в настоящий момент. Однако информация о текущем запросе, собираемая с параметром track_activities, всегда актуальна.

Ещё одним важным моментом является то, что когда в серверном процессе запрашивают какую-либо статистику, сначала он получает наиболее свежий моментальный снимок от сборщика статистики и затем до окончания текущей транзакции использует этот снимок для всех статистических представлений и функций. Так что на протяжении одной транзакции статистическая информация меняться не будет. Подобным же образом информация о текущих запросах во всех сеансах собирается в тот момент, когда она впервые запрашивается в рамках транзакции, и эта же самая информация будет отображаться на протяжении всей транзакции. Это не ошибка, а полезное свойство СУБД, поскольку оно позволяет выполнять запросы к статистическим данным и сравнивать результаты, не беспокоясь о том, что статистические данные изменяются. Но если для каждого запроса вам нужны новые результаты, то их следует выполнять вне любых транзакционных блоков. Или же можно вызывать функцию pg_stat_clear_snapshot(), которая сбросит ранее полученный снимок статистики в текущей транзакции (если он был). При следующем обращении к статистической информации будет сформирован новый моментальный снимок.

Через представления pg_stat_xact_all_tables, pg_stat_xact_sys_tables, pg_stat_xact_user_tables, и pg_stat_xact_user_functions транзакции также доступна её собственная статистика (ещё не переданная сборщику статистики). Данные в этих представлениях ведут себя не так, как описано выше; наоборот, в течение транзакции они постоянно обновляются.

Статистика по отдельным индексам особенно полезна для определения того, какие индексы используются и насколько они эффективны.

Представления pg_statio_ полезны, прежде всего, для определения эффективности буферного кеша. Если количество фактических дисковых чтений существенно меньше количества чтений из буферного кеша, то это означает, что кеш справляется с большинством запросов на чтение без обращения к ядру. Однако эта статистика не даёт полной картины: Postgres Pro обрабатывает дисковый ввод/вывод так, что данные, не находящиеся в буферном кеше Postgres Pro, могут все ещё располагаться в кеше ввода/вывода ядра, и, следовательно, для их получения физическое чтение может не использоваться. Для получения более детальной информации о процессе ввода/вывода в Postgres Pro рекомендуется использовать сборщик статистики Postgres Pro в сочетании с утилитами операционной системы, которые дают более полное представление о том, как ядро осуществляет ввод/вывод.

В представлении pg_stat_activity для каждого серверного процесса будет присутствовать по одной строке с информацией, относящейся к текущей деятельности этого процесса.

Следующая команда показывает, как можно просмотреть события ожидания:

SELECT pid, wait_event_type, wait_event FROM pg_stat_activity WHERE wait_event is NOT NULL;
 pid  | wait_event_type |  wait_event
------+-----------------+---------------
 2540 | Lock            | relation
 6644 | LWLock          | ProcArrayLock
(2 rows)

Представление pg_stat_replication для каждого процесса-передатчика WAL будет содержать по одной строке со статистикой о репликации на ведомый сервер, к которому подключён этот процесс. В представлении перечисляются только ведомые серверы, подключённые напрямую; информация о ведомых серверах, подключённых опосредованно, не представлена.

Длительность задержек, показываемая в представлении pg_stat_replication, включает время, которое потребовалось для того, чтобы записать, сбросить на диск и воспроизвести последние записи WAL и для того, чтобы передатчик WAL узнал об этом. Эта длительность отражает задержку фиксации, которая была (или могла быть) добавлена на уровнях синхронной фиксации, если ведомый сервер был настроен как синхронный. Для асинхронного ведомого в столбце replay_lag показывается примерная задержка перед тем, как последние транзакции становятся видны для запросов. Если ведомый сервер нагоняет передающий и в WAL отсутствует активность, последние длительности задержек будут отображаться ещё некоторое время, а затем сменятся на NULL.

Длительность задержек автоматически определяется при физической репликации. Модули логического декодирования могут не выдавать необходимые контрольные сообщения; в их отсутствие механизм отслеживания просто выводит задержку NULL.

Представление pg_stat_wal_receiver будет иметь только одну строку со статистикой приёмника WAL от сервера, на котором работает приёмник.

Представление pg_stat_subscription содержит по одной строке для подписки для основного рабочего процесса (с NULL в PID, если процесс не работает) и дополнительные строки для рабочих процессов, осуществляющих копирование начальных данных для таблиц в подписке.

Представление pg_stat_ssl содержит по одной строке для каждого обслуживающего процесса и процесса, передающего WAL, и показывает статистику использования SSL для подключений. Его можно соединить с pg_stat_activity или pg_stat_replication по столбцу pid и получить дополнительные сведения о подключении.

В представлении pg_stat_archiver всегда будет одна строка, содержащая данные о текущем состоянии процесса архивации в кластере.

В представлении pg_stat_bgwriter всегда будет только одна строка, в которой будут представлены общие данные по всему кластеру.

Представление pg_stat_database содержит одну строку со статистикой на каждую базу данных кластера.

Представление pg_stat_database_conflicts для каждой базы данных будет содержать по одной строке со статистикой на уровне базы по отменам запросов, произошедшим вследствие конфликтов с процессами восстановления на ведомых серверах. В этом представлении будет содержаться только информация по ведомым серверам, поскольку на главных серверах конфликты не возникают.

Представление pg_stat_all_tables будет содержать по одной строке на каждую таблицу в текущей базе данных (включая таблицы TOAST) со статистикой по обращениям к этой таблице. Представления pg_stat_user_tables и pg_stat_sys_tables содержат ту же самую информацию, но отфильтрованную так, чтобы показывать только пользовательские и системные таблицы соответственно.

Представление pg_stat_all_indexes для каждого индекса в текущей базе данных будет содержать по одной строке со статистикой по обращениям к этому индексу. Представления pg_stat_user_indexes и pg_stat_sys_indexes содержат ту же самую информацию, но отфильтрованную так, чтобы показывать только пользовательские и системные индексы соответственно.

Индексы могут использоваться при простом сканировании по индексу, при сканировании «битовой карты» индекса и в работе оптимизатора. Результаты сканирования битовых карт разных индексов могут объединяться логическим умножением или сложением, поэтому когда применяются битовые карты, сложно связать выборки отдельных строк с определёнными индексами. Поэтому при сканировании битовых карт увеличиваются счётчики pg_stat_all_indexes.idx_tup_read для задействованных индексов и счётчик pg_stat_all_tables.idx_tup_fetch для каждой таблицы, а pg_stat_all_indexes.idx_tup_fetch не меняется. Оптимизатор тоже обращается к индексам для проверки переданных констант, значения которых оказываются вне диапазона, записанного в статистике оптимизатора, так как эта статистика может быть неактуальной.

Представление pg_statio_all_tables для каждой таблицы (включая таблицы TOAST) в текущей базе данных будет содержать по одной строке со статистикой по операциям ввода/вывода для этой таблицы. Представления pg_statio_user_tables и pg_statio_sys_tables содержат ту же самую информацию, но отфильтрованную так, чтобы показывать только пользовательские или системные таблицы соответственно.

Представление pg_statio_all_indexes для каждого индекса в текущей базе данных будет содержать по одной строке со статистикой по операциям ввода/вывода для этого индекса. Представления pg_statio_user_indexes и pg_statio_sys_indexes содержат ту же самую информацию, но отфильтрованную так, чтобы показывать только пользовательские или системные индексы соответственно.

Представление pg_statio_all_sequences для каждой последовательности в текущей базе данных будет содержать по одной строке со статистикой по операциям ввода/вывода для этой последовательности.

Представление pg_stat_user_functions для каждой отслеживаемой функции будет содержать по одной строке со статистикой по выполнениям этой функции. Отслеживаемые функции определяются параметром track_functions.

Статистическую информацию можно просматривать и другими способами. Для этого можно написать запросы, использующие те же функции доступа к статистике, что лежат в основе описанных выше стандартных представлений. За более подробной информацией, например, об именах этих функций, обратитесь к определениям этих стандартных представлений. (Например, в psql можно выполнить \d+ pg_stat_activity.) В качестве аргумента функции, предоставляющие доступ к статистике на уровне базы, принимают OID базы данных, по которой должна быть выдана информация. Функции, которые работают на уровне таблиц и индексов, принимают в качестве аргумента OID таблицы или индекса. Аргументом для функции, предоставляющей статистику на уровне функций, является OID функции. Обратите внимание, что с помощью этих функций можно получить информацию по таблицам, индексам и функциям исключительно в текущей базе данных.

Дополнительные функции, связанные со сбором статистики, перечислены в Таблице 28.19.

Функция pg_stat_get_activity, на которой основано представление pg_stat_activity, возвращает набор строк, содержащих всю доступную информацию о каждом серверном процессе. Иногда более удобным оказывается получение только части этой информации. В таких случаях можно использовать набор более старых функций, дающих доступ к статистике на уровне серверных процессов; эти функции описаны в Таблице 28.20. Эти функции используют идентификатор серверного процесса, значение которого варьируется от единицы до числа активных в настоящий момент серверных процессов. Функция pg_stat_get_backend_idset генерирует по одной строке для каждого активного серверного процесса, что необходимо для вызова этих функций. Например, для того, чтобы отобразить значения PID и текущие запросы всех серверных процессов:

SELECT pg_stat_get_backend_pid(s.backendid) AS pid,
       pg_stat_get_backend_activity(s.backendid) AS query
    FROM (SELECT pg_stat_get_backend_idset() AS backendid) AS s;

Since collection of statistics adds some overhead to query execution, the system can be configured to collect or not collect information. This is controlled by configuration parameters that are normally set in postgresql.conf. (See Chapter 19 for details about setting configuration parameters.)

The parameter track_activities enables monitoring of the current command being executed by any server process.

The parameter track_counts controls whether statistics are collected about table and index accesses.

The parameter track_functions enables tracking of usage of user-defined functions.

The parameter track_io_timing enables monitoring of block read and write times.

Normally these parameters are set in postgresql.conf so that they apply to all server processes, but it is possible to turn them on or off in individual sessions using the SET command. (To prevent ordinary users from hiding their activity from the administrator, only superusers are allowed to change these parameters with SET.)

The statistics collector transmits the collected information to other Postgres Pro processes through temporary files. These files are stored in the directory named by the stats_temp_directory parameter, pg_stat_tmp by default. For better performance, stats_temp_directory can be pointed at a RAM-based file system, decreasing physical I/O requirements. When the server shuts down cleanly, a permanent copy of the statistics data is stored in the pg_stat subdirectory, so that statistics can be retained across server restarts. When recovery is performed at server start (e.g., after immediate shutdown, server crash, and point-in-time recovery), all statistics counters are reset.

Several predefined views, listed in Table 28.1, are available to show the current state of the system. There are also several other views, listed in Table 28.2, available to show the results of statistics collection. Alternatively, one can build custom views using the underlying statistics functions, as discussed in Section 28.2.3.

When using the statistics to monitor collected data, it is important to realize that the information does not update instantaneously. Each individual server process transmits new statistical counts to the collector just before going idle; so a query or transaction still in progress does not affect the displayed totals. Also, the collector itself emits a new report at most once per PGSTAT_STAT_INTERVAL milliseconds (500 ms unless altered while building the server). So the displayed information lags behind actual activity. However, current-query information collected by track_activities is always up-to-date.

Another important point is that when a server process is asked to display any of these statistics, it first fetches the most recent report emitted by the collector process and then continues to use this snapshot for all statistical views and functions until the end of its current transaction. So the statistics will show static information as long as you continue the current transaction. Similarly, information about the current queries of all sessions is collected when any such information is first requested within a transaction, and the same information will be displayed throughout the transaction. This is a feature, not a bug, because it allows you to perform several queries on the statistics and correlate the results without worrying that the numbers are changing underneath you. But if you want to see new results with each query, be sure to do the queries outside any transaction block. Alternatively, you can invoke pg_stat_clear_snapshot(), which will discard the current transaction's statistics snapshot (if any). The next use of statistical information will cause a new snapshot to be fetched.

A transaction can also see its own statistics (as yet untransmitted to the collector) in the views pg_stat_xact_all_tables, pg_stat_xact_sys_tables, pg_stat_xact_user_tables, and pg_stat_xact_user_functions. These numbers do not act as stated above; instead they update continuously throughout the transaction.

The per-index statistics are particularly useful to determine which indexes are being used and how effective they are.

The pg_statio_ views are primarily useful to determine the effectiveness of the buffer cache. When the number of actual disk reads is much smaller than the number of buffer hits, then the cache is satisfying most read requests without invoking a kernel call. However, these statistics do not give the entire story: due to the way in which Postgres Pro handles disk I/O, data that is not in the Postgres Pro buffer cache might still reside in the kernel's I/O cache, and might therefore still be fetched without requiring a physical read. Users interested in obtaining more detailed information on Postgres Pro I/O behavior are advised to use the Postgres Pro statistics collector in combination with operating system utilities that allow insight into the kernel's handling of I/O.

The pg_stat_activity view will have one row per server process, showing information related to the current activity of that process.

Here is an example of how wait events can be viewed

SELECT pid, wait_event_type, wait_event FROM pg_stat_activity WHERE wait_event is NOT NULL;
 pid  | wait_event_type |  wait_event
------+-----------------+---------------
 2540 | Lock            | relation
 6644 | LWLock          | ProcArrayLock
(2 rows)

The pg_stat_replication view will contain one row per WAL sender process, showing statistics about replication to that sender's connected standby server. Only directly connected standbys are listed; no information is available about downstream standby servers.

The lag times reported in the pg_stat_replication view are measurements of the time taken for recent WAL to be written, flushed and replayed and for the sender to know about it. These times represent the commit delay that was (or would have been) introduced by each synchronous commit level, if the remote server was configured as a synchronous standby. For an asynchronous standby, the replay_lag column approximates the delay before recent transactions became visible to queries. If the standby server has entirely caught up with the sending server and there is no more WAL activity, the most recently measured lag times will continue to be displayed for a short time and then show NULL.

Lag times work automatically for physical replication. Logical decoding plugins may optionally emit tracking messages; if they do not, the tracking mechanism will simply display NULL lag.

The pg_stat_wal_receiver view will contain only one row, showing statistics about the WAL receiver from that receiver's connected server.

The pg_stat_subscription view will contain one row per subscription for main worker (with null PID if the worker is not running), and additional rows for workers handling the initial data copy of the subscribed tables.

The pg_stat_ssl view will contain one row per backend or WAL sender process, showing statistics about SSL usage on this connection. It can be joined to pg_stat_activity or pg_stat_replication on the pid column to get more details about the connection.

The pg_stat_archiver view will always have a single row, containing data about the archiver process of the cluster.

The pg_stat_bgwriter view will always have a single row, containing global data for the cluster.

The pg_stat_database view will contain one row for each database in the cluster, showing database-wide statistics.

The pg_stat_database_conflicts view will contain one row per database, showing database-wide statistics about query cancels occurring due to conflicts with recovery on standby servers. This view will only contain information on standby servers, since conflicts do not occur on master servers.

The pg_stat_all_tables view will contain one row for each table in the current database (including TOAST tables), showing statistics about accesses to that specific table. The pg_stat_user_tables and pg_stat_sys_tables views contain the same information, but filtered to only show user and system tables respectively.

The pg_stat_all_indexes view will contain one row for each index in the current database, showing statistics about accesses to that specific index. The pg_stat_user_indexes and pg_stat_sys_indexes views contain the same information, but filtered to only show user and system indexes respectively.

Indexes can be used by simple index scans, “bitmap” index scans, and the optimizer. In a bitmap scan the output of several indexes can be combined via AND or OR rules, so it is difficult to associate individual heap row fetches with specific indexes when a bitmap scan is used. Therefore, a bitmap scan increments the pg_stat_all_indexes.idx_tup_read count(s) for the index(es) it uses, and it increments the pg_stat_all_tables.idx_tup_fetch count for the table, but it does not affect pg_stat_all_indexes.idx_tup_fetch. The optimizer also accesses indexes to check for supplied constants whose values are outside the recorded range of the optimizer statistics because the optimizer statistics might be stale.

The pg_statio_all_tables view will contain one row for each table in the current database (including TOAST tables), showing statistics about I/O on that specific table. The pg_statio_user_tables and pg_statio_sys_tables views contain the same information, but filtered to only show user and system tables respectively.

The pg_statio_all_indexes view will contain one row for each index in the current database, showing statistics about I/O on that specific index. The pg_statio_user_indexes and pg_statio_sys_indexes views contain the same information, but filtered to only show user and system indexes respectively.

The pg_statio_all_sequences view will contain one row for each sequence in the current database, showing statistics about I/O on that specific sequence.

The pg_stat_user_functions view will contain one row for each tracked function, showing statistics about executions of that function. The track_functions parameter controls exactly which functions are tracked.

Other ways of looking at the statistics can be set up by writing queries that use the same underlying statistics access functions used by the standard views shown above. For details such as the functions' names, consult the definitions of the standard views. (For example, in psql you could issue \d+ pg_stat_activity.) The access functions for per-database statistics take a database OID as an argument to identify which database to report on. The per-table and per-index functions take a table or index OID. The functions for per-function statistics take a function OID. Note that only tables, indexes, and functions in the current database can be seen with these functions.

Additional functions related to statistics collection are listed in Table 28.19.

pg_stat_get_activity, the underlying function of the pg_stat_activity view, returns a set of records containing all the available information about each backend process. Sometimes it may be more convenient to obtain just a subset of this information. In such cases, an older set of per-backend statistics access functions can be used; these are shown in Table 28.20. These access functions use a backend ID number, which ranges from one to the number of currently active backends. The function pg_stat_get_backend_idset provides a convenient way to generate one row for each active backend for invoking these functions. For example, to show the PIDs and current queries of all backends:

SELECT pg_stat_get_backend_pid(s.backendid) AS pid,
       pg_stat_get_backend_activity(s.backendid) AS query
    FROM (SELECT pg_stat_get_backend_idset() AS backendid) AS s;