18.5. Журнал предзаписи

За дополнительной информацией о настройке этих параметров обратитесь к Разделу 29.4.

18.5.1. Параметры

wal_level (enum)

Параметр wal_level определяет, как много информации записывается в WAL. Со значением minimal (по умолчанию) в журнал записывается только информация, необходимая для восстановления после сбоя или аварийного отключения. Вариант archive добавляет информацию, необходимую для архивирования WAL; hot_standby включает дополнительную информацию, необходимую для выполнения запросов на резервном сервере в режиме «только чтение»; и наконец, logical добавляет информацию, требуемую для поддержки логического декодирования. Каждый последующий уровень включают всю информацию, записываемую на всех предыдущих. Задать этот параметр можно только при запуске сервера.

На уровне minimal некоторые массовые операции могут выполняться в обход журнала без риска потери данных, и при этом они выполнятся гораздо быстрее (см. Подраздел 14.4.7). В частности, такая оптимизация возможна с операциями:

CREATE TABLE AS
CREATE INDEX
CLUSTER
COPY с таблицами, которые были созданы или опустошены в той же транзакции

Однако такой минимальный журнал не будет содержать достаточно информации для восстановления данных из базовой копии и журналов, поэтому для реализации стратегии архивации WAL (см. archive_mode) и потоковой репликации необходим уровень archive или более высокий.

На уровне hot_standby в журнал записывается та же информация, что и на уровне archive, плюс информация, необходимая для восстановления состояния работающих транзакций из WAL. Чтобы на резервном сервере можно было выполнять запросы «только на чтение», на ведущем wal_level должен быть не ниже hot_standby, а на резервном необходимо установить параметр hot_standby. По нашему убеждению, уровни hot_standby и archive не должны значительно отличаться по быстродействию, поэтому если в вашей среде проявятся серьёзные различия, мы хотели бы узнать об этом.

На уровне logical в журнал записывается та же информация, что и на уровне hot_standby, плюс информация, необходимая для извлечения из журнала наборов логических изменений. Повышение уровня до logical приводит к значительному увеличению объёма WAL, особенно если многие таблицы имеют характеристику REPLICA IDENTITY FULL и выполняется множество команд UPDATE и DELETE.

fsync (boolean)

Если этот параметр установлен, сервер Postgres Pro старается добиться, чтобы изменения были записаны на диск физически, выполняя системные вызовы fsync() или другими подобными методами (см. wal_sync_method). Это даёт гарантию, что кластер баз данных сможет вернуться в согласованное состояние после сбоя оборудования или операционной системы.

Хотя отключение fsync часто даёт выигрыш в скорости, это может привести к неисправимой порче данных в случае отключения питания или сбоя системы. Поэтому отключать fsync рекомендуется, только если вы легко сможете восстановить всю базу из внешнего источника.

В качестве примеров, когда отключение fsync неопасно, можно привести начальное наполнение нового кластера данными из копии, обработку массива данных, после которой базу данных можно удалить и создать заново, либо эксплуатацию копии базы данных только для чтения, которая регулярно пересоздаётся и не используется для отработки отказа. Качественное оборудование само по себе не является достаточной причиной для отключения fsync.

При смене значения fsync с off на on для надёжного восстановления также необходимо сбросить все изменённые буферы из ядра в надёжное хранилище. Это можно сделать, когда сервер остановлен или когда режим fsync включён, с помощью команды initdb --sync-only, либо выполнить команду sync, размонтировать файловую систему или перезагрузить сервер.

Во многих случаях отключение synchronous_commit для некритичных транзакций может дать больший выигрыш в скорости, чем отключение fsync, при этом не добавляя риски повреждения данных.

Параметр fsync можно задать только в файле postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера. Если вы отключаете этот параметр, возможно, имеет смысл отключить также и full_page_writes.

synchronous_commit (enum)

Определяет, будет ли сервер при фиксировании транзакции ждать, пока записи из WAL сохранятся на диске, прежде чем сообщить клиенту об успешном завершении операции. Допустимые значения: on, remote_write, local и off. Значение по умолчанию (оно же самое безопасное) — on. Со значением off может образоваться окно от момента, когда клиент узнаёт об успешном завершении, до момента, когда транзакция действительно гарантированно защищена от сбоя. (Максимальный размер окна равен тройному значению wal_writer_delay.) В отличие от fsync, значение off для этого параметра не угрожает целостности данных: сбой операционной системы или базы данных может привести к потере последних транзакций, считавшихся зафиксированными, но состояние базы данных будет точно таким же, как и в случае штатного прерывания этих транзакций. Поэтому выключение режима synchronous_commit может быть полезной альтернативой отключению fsync, когда производительность важнее, чем надёжная гарантия сохранности каждой транзакции. Подробнее это обсуждается в Разделе 29.3.

Если задано значение synchronous_standby_names, этот параметр также определяет, будет ли сервер при фиксировании транзакции ждать, пока выполнится репликация записей WAL для данной транзакции на резервный сервер. Со значением on фиксирование завершается только после получения ответа от текущего синхронного резервного сервера, подтверждающего, что он получил запись о фиксировании транзакции и сохранил её на диске. Это гарантирует, что транзакция не будет потеряна, если только база данных не будет повреждена и на главном, и на резервном сервере. Со значением remote_write фиксирование завершается после получения ответа от текущего синхронного резервного сервера, подтверждающего, что он получил запись о фиксировании транзакции и передал её операционной системе (хотя эти данные могут ещё не достичь надёжного хранилища на нём). Этот вариант позволяет гарантировать сохранность данных в случае отказа резервного сервера Postgres Pro, но не в случае сбоя на уровне операционной системы.

Когда применяется синхронная репликация, обычно имеет смысл либо ждать сохранения на локальный диск и репликации записей WAL, либо разрешить асинхронное фиксирование транзакций. Если же требуется ждать завершения сохранения на локальный диск, но не синхронной репликации, такое поведение обеспечивает вариант local. Если параметр synchronous_standby_names не задан, варианты on, remote_write и local реализуют одинаковый уровень синхронизации: при фиксировании транзакции сервер ждёт только сохранения данных на локальный диск.

Этот параметр можно изменить в любое время; поведение каждой конкретной транзакции определяется значением, действующим в момент её фиксирования. Таким образом, есть возможность и смысл фиксировать некоторые транзакции синхронно, а другие — асинхронно. Например, чтобы зафиксировать одну транзакцию из нескольких команд асинхронно, когда по умолчанию выбран противоположный вариант, выполните в этой транзакции SET LOCAL synchronous_commit TO OFF.

wal_sync_method (enum)

Метод, применяемый для принудительного сохранения изменений WAL на диске. Если режим fsync отключён, данный параметр не действует, так как принудительное сохранение изменений WAL не производится вовсе. Возможные значения этого параметра:

  • open_datasync (для сохранения файлов WAL открывать их функцией open() с параметром O_DSYNC)

  • fdatasync (вызывать fdatasync() при каждом фиксировании)

  • fsync (вызывать fsync() при каждом фиксировании)

  • fsync_writethrough (вызывать fsync() при каждом фиксировании, форсируя сквозную запись кеша)

  • open_sync (для сохранения файлов WAL открывать их функцией open() с параметром O_SYNC)

Варианты open_* также применяют флаг O_DIRECT, если он доступен. Не все эти методы поддерживается в разных системах. По умолчанию выбирается первый из этих методов, который поддерживается текущей системой, с одним исключением — в Linux по умолчанию выбирается fdatasync. Выбираемый по умолчанию вариант не обязательно будет идеальным; в зависимости от требований к отказоустойчивости или производительности может потребоваться скорректировать выбранное значение или внести другие изменения в конфигурацию вашей системы. Соответствующие аспекты конфигурации рассматриваются в Разделе 29.1. Этот параметр можно задать только в файле postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.

full_page_writes (boolean)

Когда этот параметр включён, сервер Postgres Pro записывает в WAL всё содержимое каждой страницы при первом изменении этой страницы после контрольной точки. Это необходимо, потому что запись страницы, прерванная при сбое операционной системы, может выполниться частично, и на диске окажется страница, содержащая смесь старых данных с новыми. При этом информации об изменениях на уровне строк, которая обычно сохраняется в WAL, будет недостаточно для получения согласованного содержимого такой страницы при восстановлении после сбоя. Сохранение образа всей страницы гарантирует, что страницу можно восстановить корректно, ценой увеличения объёма данных, которые будут записываться в WAL. (Так как воспроизведение WAL всегда начинается от контрольной точки, достаточно сделать это при первом изменении каждой страницы после контрольной точки. Таким образом, уменьшить затраты на запись полных страниц можно, увеличив интервалы контрольных точек.)

Отключение этого параметра ускоряет обычные операции, но может привести к неисправимому повреждению или незаметной порче данных после сбоя системы. Так как при этом возникают практически те же риски, что и при отключении fsync, хотя и в меньшей степени, отключать его следует только при тех же обстоятельствах, которые перечислялись в рекомендациях для вышеописанного параметра.

Отключение этого параметра не влияет на возможность применения архивов WAL для восстановления состояния на момент времени (см. Раздел 24.3).

Этот параметр можно задать только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера. По умолчанию этот параметр имеет значение on.

wal_log_hints (boolean)

Когда этот параметр имеет значение on, сервер Postgres Pro записывает в WAL всё содержимое каждой страницы при первом изменении этой страницы после контрольной точки, даже при второстепенных изменениях так называемых вспомогательных битов.

Если включён расчёт контрольных сумм данных, изменения вспомогательных битов всегда проходят через WAL и этот параметр игнорируется. С помощью этого параметра можно проверить, насколько больше дополнительной информации записывалось бы в журнал, если бы для базы данных был включён подсчёт контрольных сумм.

Этот параметр можно задать только при запуске сервера. По умолчанию он имеет значение off.

wal_compression (boolean)

Когда этот параметр имеет значение on, сервер Postgres Pro сжимает образ полной страницы, записываемый в WAL, когда включён режим full_page_writes или при создании базовой копии. Сжатый образ страницы будет развёрнут при воспроизведении WAL. Значение по умолчанию — off. Изменить этот параметр могут только суперпользователи.

Этот параметр позволяет без дополнительных рисков повреждения данных уменьшить объём WAL, ценой дополнительной нагрузки на процессор, связанной со сжатием данных при записи в WAL и разворачиванием их при воспроизведении WAL.

wal_buffers (integer)

Объём разделяемой памяти, который будет использоваться для буферизации данных WAL, ещё не записанных на диск. Значение по умолчанию, равное -1, задаёт размер, равный 1/32 (около 3%) от shared_buffers, но не меньше, чем 64 КБ и не больше, чем размер одного сегмента WAL (обычно 16 МБ). Это значение можно задать вручную, если выбираемое автоматически слишком мало или велико, но при этом любое положительное число меньше 32 КБ будет восприниматься как 32 КБ. Этот параметр можно задать только при запуске сервера.

Содержимое буферов WAL записывается на диск при фиксировании каждой транзакции, так что очень большие значения вряд ли принесут значительную пользу. Однако значение как минимум в несколько мегабайт может увеличить быстродействие при записи на нагруженном сервере, когда сразу множество клиентов фиксируют транзакции. Автонастройка, действующая при значении по умолчанию (-1), в большинстве случаев выбирает разумные значения.

wal_writer_delay (integer)

Задаёт задержку между раундами активности процесса записи WAL. В каждом таком раунде этот процесс сохраняет WAL на диск, затем делает паузу на wal_writer_delay миллисекунд, а затем всё повторяется снова. По умолчанию выбирается задержка 200 миллисекунд (200ms). Заметьте, что во многих системах разрешение таймера составляет 10 мс, поэтому если задать в wal_writer_delay значение, не кратное 10, фактически будет получен тот же результат, что и со следующим за ним кратным 10. Задать этот параметр можно только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.

commit_delay (integer)

Параметр commit_delay добавляет паузу (в микросекундах) перед собственно выполнением сохранения WAL. Эта задержка может увеличить быстродействие при фиксировании множества транзакций, позволяя зафиксировать большее число транзакций за одну операции сохранения WAL, если система нагружена достаточно сильно и за заданное время успевают зафиксироваться другие транзакции. Однако этот параметр также увеличивает задержку максимум до commit_delay микросекунд при каждом сохранении WAL. Эта задержка окажется бесполезной, если никакие другие транзакции не будут зафиксированы за это время, поэтому она добавляется, только в если момент запроса сохранения WAL активны как минимум commit_siblings других транзакций. Кроме того, эти задержки не добавляются при выключенном fsync. По умолчанию значение commit_delay равно нулю (задержка отсутствует). Изменить этот параметр могут только суперпользователи.

В PostgreSQL до версии 9.3, параметр commit_delay работал по-другому и не так эффективно: он задерживал только фиксирование транзакций, а не все операции сохранения WAL, и заданная пауза выдерживалась полностью, даже если WAL удавалось сохранить быстрее. Начиная с версии 9.3, заданное время ожидает только первый процесс, готовый произвести сохранение, тогда как все последующие процессы ждут только, когда он закончит эту операцию.

commit_siblings (integer)

Минимальное число одновременно открытых транзакций, при котором будет добавляться задержка commit_delay. Чем больше это значение, тем больше вероятность, что минимум одна транзакция окажется готовой к фиксированию за время задержки. По умолчанию это число равно пяти.

18.5.2. Контрольные точки

checkpoint_timeout (integer)

Максимальное время между автоматическими контрольными точками в WAL (в секундах). Допускаются значения от 30 секунд до одного часа. Значение по умолчанию — пять минут (5min). Увеличение этого параметра может привести к увеличению времени, которое потребуется для восстановления после сбоя. Задать этот параметр можно только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.

checkpoint_completion_target (floating point)

Задаёт целевое время для завершения процедуры контрольной точки, как коэффициент для общего времени между контрольными точками. По умолчанию это значение равно 0.5. Задать этот параметр можно только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.

checkpoint_warning (integer)

Записывать в журнал сервера сообщение в случае, если контрольные точки, вызванные заполнением файлов сегментов, выполняются раньше, чем через заданное число секунд (что говорит о том, что значение max_wal_size нужно увеличить). Значение по умолчанию равно 30 секундам (30s). При нуле это предупреждение отключается. Если checkpoint_timeout меньше, чем checkpoint_warning, предупреждения так же не будут выводиться. Задать этот параметр можно только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.

max_wal_size (integer)

Максимальный размер, до которого может вырастать WAL между автоматическими контрольными точками в WAL. Это мягкий предел; размер WAL может превышать max_wal_size при особых обстоятельствах, например, при высокой нагрузке, сбое в archive_command или при большом значении wal_keep_segments. Значение по умолчанию — 1 ГБ. Увеличение этого параметра может привести к увеличению времени, которое потребуется для восстановления после сбоя. Задать этот параметр можно только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.

min_wal_size (integer)

Пока WAL занимает на диске меньше этого объёма, старые файлы WAL в контрольных точках всегда перерабатываются, а не удаляются. Это позволяет зарезервировать достаточно места для WAL, чтобы справиться с резкими скачками использования WAL, например, при выполнении больших пакетных заданий. Значение по умолчанию — 80 МБ. Этот параметр можно установить только в postgresql.conf или в командной строке сервера.

18.5.3. Архивация

archive_mode (enum)

Когда параметр archive_mode включён, полные сегменты WAL передаются в хранилище архива командой archive_command. Помимо значения off (выключающего архивацию) есть ещё два: on (вкл.) и always (всегда). В обычном состоянии эти два режима не различаются, но в режиме always архивация WAL активна и во время восстановления архива, и в резерве. В этом режиме все файлы, восстановленные из архива или полученные при потоковой репликации, будут архивироваться (снова). За подробностями обратитесь к Подразделу 25.2.9.

Параметры archive_mode и archive_command разделены, чтобы команду архивации (archive_command) можно было изменять, не отключая режим архивации. Этот параметр можно задать только при запуске сервера. Режим архивации нельзя включить, когда установлен минимальный уровень WAL (wal_level имеет значение minimal).

archive_command (string)

Команда локальной оболочки, которая будет выполняться для архивации завершённого сегмента WAL. Любое вхождение %p в этой строке заменяется путём архивируемого файла, а вхождение %f заменяется только его именем. (Путь задаётся относительно рабочего каталога сервера, то есть каталога данных кластера.) Чтобы вставить в команду символ %, его нужно записать как %%. Важно, чтобы команда возвращала нулевой код выхода, только если она завершается успешно. За дополнительной информацией обратитесь к Подразделу 24.3.1.

Этот параметр можно задать только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера. Если режим архивации (archive_mode) не был включён при запуске, этот параметр игнорируется. Если значение archive_command — пустая строка (по умолчанию), но archive_mode включён, архивация WAL временно отключается, но сервер продолжает накапливать файлы сегментов WAL в ожидании, что команда будет вскоре определена. Если в качестве archive_command задать команду, которая ничего не делает, но сообщает об успешном завершении, например /bin/true (или REM в Windows), архивация по сути отключается, но при этом нарушается цепочка файлов WAL, необходимых для восстановления архива, поэтому такой вариант следует использовать только в особых случаях.

archive_timeout (integer)

Команда archive_command вызывается только для завершённых сегментов WAL. Поэтому, если ваш сервер записывает мало данных WAL (или это наблюдается в некоторые периоды времени), от завершения транзакции до надёжного сохранения её в архивном хранилище может пройти довольно много времени. Для ограничения времени существования неархивированных данных можно установить значение archive_timeout, чтобы сервер периодически переключался на новый файл сегмента WAL. Когда этот параметр больше нуля, сервер будет переключаться на новый файл сегмента, если с момента последнего переключения на новый файл пройдёт заданное число секунд, и наблюдалась какая-то активность базы данных, даже если это была просто контрольная точка. (Для сокращения числа ненужных контрольных точек в простаивающей системе можно увеличить checkpoint_timeout.) Заметьте, что архивируемые файлы, закрываемые раньше из-за принудительного переключения, всё равно будут иметь тот же размер, что и полностью заполненные. Поэтому устанавливать для archive_timeout очень маленькое значение неразумно — это ведёт к замусориванию архивного хранилища. Обычно для archive_timeout имеет смысл задавать значение около минуты. Если вам нужно, чтобы данные копировались с главного сервера быстрее, вам следует подумать о переходе от архивации к потоковой репликации. Этот параметр можно задать только в postgresql.conf или в командной строке при запуске сервера.