极致RTO

特性简介

• 支撑数据库主机重启后快速恢复的场景。
• 支撑主机与同步备机通过日志同步，加速备机回放的场景。

客户价值

当业务压力过大时，备机的回放速度跟不上主机的速度。在系统长时间的运行后，备机上会出现日志累积。当主机故障后，数据恢复需要很长时间，数据库不可用，严重影响系统可用性。

开启极致RTO（Recovery Time Object，恢复时间目标），减少了主机故障后数据的恢复时间，提高了可用性。

特性描述

极致RTO开关开启后，xlog日志回放建立多级流水线，提高并发度，提升日志回放速度。

采用page多版本的方式支持备机读，回放线程维护每一个page的日志链，读线程根据指定的LSN（wal日志的位置）读取对应版本的page。当查询和回放冲突时，查询超时会被取消，报错信息是"canceling statement due to conflict with recovery"，错误码是40001，当出现这种类型的报错时，业务端可根据错误码进行重试。

造成查询和回放冲突的日志类型主要包含如下几种：

1. 删除文件

   触发条件：删除文件、reindex、truncate表等操作。

   处理方案：等待max_standby_streaming_delay时间后，发送cancel消息取消冲突的查询。

2. truncate

   触发条件： delete大量记录之后，做vacuum回收，文件末尾的无用数据页truncate。

   处理方案： 等待max_standby_streaming_delay时间后，发送CANCEL消息取消冲突的查询。

3. drop database

   触发条件：执行删除数据库操作。

   处理方案：等待max_standby_streaming_delay时间后，发送cancel消息取消冲突的查询。

4. drop tablespace

   触发条件：删除tablespace。

   处理方案：等待max_standby_streaming_delay时间后，发送cancel消息取消冲突的查询。

5. vacuum清理（仅在参数exrto_standby_read_opt开启下，会产生冲突）

   触发条件：vacuum操作。

   处理方案：等待max_standby_streaming_delay时间后，发送cancel消息取消冲突的查询。

6. reindex database

   触发条件：vacuum操作。

   处理方案：等待max_standby_streaming_delay时间后，发送cancel消息取消冲突的查询。

打开备机读之后，因为需要维护历史page版本，所以会占用更多I/O。

特性增强

为了充分发挥极致RTO基于多核CPU架构对回放性能的优化效果，建议将GUC参数redo_bind_cpu_attr（该参数用于控制回放线程的绑核操作）设置为cpuorderbind 类型，例如'cpuorderbind:16-32'。绑核区间应与通过GUC参数thread_pool_attr设置的线程池绑核区间以及通过GUC参数wal_rec_writer_bind_cpu、walwriteraux_bind_cpu、wal_receiver_bind_cpu设置绑定的CPU核号错开，区间大小根据线程数要调整，建议设置为大于等于recovery_parallelism（实际回放线程个数） + 1。推荐将所有的回放线程绑定到一个NUMA组内，性能会更好。

特性约束

• 极致RTO采用了多个page redo线程并行加速回放进度。当备机回放追平主机，空载的情况下，单个page redo线程的CPU消耗大约在15%左右（实际值与具体硬件和参数配置相关），备机回放的总CPU消耗值 = 单个page redo线程的CPU消耗值 x page redo线程数。因为启动更多的线程，CPU和内存的消耗都会比并行回放、串行回放要多。
• 极致RTO只关注同步备机的RTO是否满足需求。极致RTO去掉了自带的流控，统一使用recovery_time_target参数来做流控控制。
• 本特性支持备机读，由于增加了对数据页面历史版本的读取，备机上的查询性能会低于主机上的查询性能，低于并行回放备机读的查询性能，但是查询阻塞回放的情况有所缓解。
• DDL日志的回放速度远远慢于页面修改日志的回放，频繁DDL可能导致主备时延增大。
• 当节点的I/O和CPU使用过高时（建议不超过70%），回放和备机读性能会有明显下降。
• meta erp场景：

  硬件规格： Intel(R) Xeon(R) Gold 5220R CPU @ 2.20GHz，754G memory，nvme *2，10GE网卡*2

  业务模型： 使用erp 场景实例表cst_std_item_cost_t定义（表的个数1-20，以性能最优为准），行宽0.7k左右（以性能最优值为准）。使用jmeter等压测工具执行insert语句，单事务行数<4096（以性能最优值为准），并发85左右（以性能最优值为准），ustore表，无DDL。

  日志量：<=300MB/s

  主备时延： <=1s

• 极致RTO备机读在以下4种情况下会取消冲突的查询：
  1. 当查询时间超出了参数standby_max_query_time。
  2. 触发了备机读文件的强制回收。
  3. 查询和truncate类型的日志回放有冲突。
  4. 当查询和回放有锁相关等冲突时，和并行回放备机读相同，取消查询由参数max_standby_streaming_delay控制。

依赖关系

无。