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更新时间:2024-12-25 GMT+08:00
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数据库年龄增长问题定位及处理方法

指标异常说明(影响)

同一个数据库中,存在的最旧和最新两个事务之间的年龄最多是2^31,即20亿,当表的年龄大于autovacuum_freeze_max_age时(云上默认是4亿),autovacuum进程会自动对表进行freeze。

数据库年龄一旦超过20亿,数据库会宕机不可用,则不会再接受新事物写入。需要单用户模式执行vacuum full才能修复。

问题排查思路

数据库年龄增大的原因大概有以下几种:

  1. autovacuum进程不起作用
  2. 写入数据量过大
  3. 临时表长时间未释放
  4. 只读长事务
图1 排查思路

排查方法

  • autovacuum进程不起作用

    数据库中存在大量的死元祖,没有进行vacuum操作,排查方法如下:

    1. 确认数据库上的autovacuum参数是否开启。
    2. 查看autovacuum_freeze_max_age参数值,云上数据库默认值是4亿,客户如果修改了参数值超过10亿,建议改小参数值再观察。
    3. 确认是否达到autovacuum的触发条件:

      autovacuum_vacuum_threshold这个参数主要是指定表中变动的tuple数,超过这个数字会触发autovacuum对这个表进行整理。

      autovacuum_vacuum_scale_factor这个参数主要指定表的变动行占整体表的百分之几,超过这个占用的比率会触发autovacuum。

    4. 确认autovacuum进程状态是否正常,可使用如下SQL:
      select * from pg_stat_activity where backend_type like '%vacuu%';
  • 写入的数据量太大
    1. 查看数据库年龄。
      select datname, age(datfrozenxid) from pg_database where datname <> 'template1' and datname <> 'template0' order by age desc;
    2. 查看autovacuum的参数 查看autovacuum相关参数配置是否合理,对比参数模板的配置值。
      SELECT name, setting FROM pg_settings WHERE name like '%vacuum%';
    3. 查询数据库年龄大的5张表。
      select relname, relfrozenxid,  age(relfrozenxid) aa from pg_class where relfrozenxid != 0 order by aa desc limit 5;
    4. 查询这些年龄大的表的autovacuum情况。
      SELECT schemaname, relname, last_vacuum, last_autovacuum, vacuum_count, autovacuum_count FROM pg_stat_all_tables WHERE relname='pg_toast_1335431529';
    5. 查询这些年龄大表的大小情况。
      select pg_size_pretty(pg_relation_size(pg_toast_1335431536));
    6. 查询autovacuum执行情况,如下命令执行2次,分别查看2次执行结果中的heap_blks_scanned 字段值是否在稳定增加,正常增加可以判断vacuum在正常执行。
      select * from pg_stat_progress_vacuum;

      如果autovacuum在正常执行,那么此时我们需要结合监控指标来看,查看近7天的磁盘读写吞吐量和IOPS相关的指标,如果长时间处于打满状态,此时可以确认是由于磁盘IO过高,导致autovacuum清理进程速度赶不上事务ID生成速度,从而使数据库年龄增长。

      磁盘类型以及最大吞吐量可参考数据库实例存储类型性能对比

      图2 查看磁盘读写吞吐量
      图3 查看IOPS
  • 临时表长时间未释放
    1. 具体排查方法请参考1~3,如果查询的结果中年龄最大的表是“tmp_%”开头的表,如果不确认是否是临时表,可以查看表的属性。
    2. 查看年龄最大的表的属性,如果“relpersistence”字段为“t”,表明该表是临时表。
      select * from pg_class where relname ='tmp_table_pu';

      在数据库中,临时表不会vacuum,但其生命周期一般不会长。

      连接一旦释放,临时表就会被回收。

      因此,需要排查数据库中是否存在长连接,可通过如下语句进行排查:

      select (now()-backend_start) duration, *from pg_stat_activity  where backend_type = 'client backend' order by duration desc nulls  last;

      排查出长连接后,需要释放客户端的长连接,进而释放临时表,从而观察数据库年龄是否有下降。

  • 长事务导致数据库年龄增加

    长事务也是导致数据库年龄增长的一个原因,在PG数据库中,可通过云监控平台或者使用SQL语句查询长事务。

    1. 可通过如下语句查询是否有长事务。
      select * from pg_stat_activity where state <> 'idle' order by xact_start;
    2. 或者可以通过云监控平台,查看最长事务存活时长,判断是否有长事务。

      监控只能判断是否存在长事务,不能查看到具体长事务的信息,建议使用SQL语句结合监控共同判断。

      图4 查看最长事务存活时长
    3. 如果存在长事务,可通过如下SQL取消长事务。
      -- 推荐使用如下命令
      select pg_cancel_backend($PID);
      -- 若pg_cancel_backend语句无效,再使用本语句
      select pg_terminate_backend($PID);
    4. 取消长事务后,对数据库年龄最大的表执行vacuum操作。
      vacuum "Test20231127";
    5. 清理完表空间后,在数据库执行如下SQL进行验证,如果“n_dead_tup”归零或者仅数值很小,则说明恢复完成。
      SELECT schemaname, relname, n_live_tup, n_dead_tup,
      FROM pg_stat_all_tables WHERE relname = 'Test20231127';

解决方法

  • autovacuum进程不起作用
    1. 确认客户数据库上的autovacuum参数是否开启,如果参数未开启,需要开启autovacuum参数,等待观察数据库年龄恢复情况。
    2. 查看autovacuum_freeze_max_age参数值,云上数据库默认值是4亿,如果修改了参数值超过10亿,建议改小参数值,等待观察数据库年龄恢复情况。
  • 写入数据量太大

    如果磁盘吞吐量达到性能上限,需要更换磁盘类型。

    需要手动执行vacuum清理年龄大的表。

  • 临时表长时间未释放

    临时表不会执行autovacuum,如果是临时表导致数据库年龄增长,需要释放客户端连接使临时表被回收。

  • 长事务导致数据库年龄增加

    如果是长事务,先取消长事务,再对数据库年龄大的表执行vacuum。

    1. 取消长事务
      select pg_cancel_backend($PID);
    2. 清理表
      vacuum 表名;

参考资料

PostgreSQL官方文档

相关文档

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