Extensions PostgreSQL pour la performance

Module X2

Dalibo SCOP

24.04

17 avril 2024

Sur ce document

Formation Module X2
Titre Extensions PostgreSQL pour la performance
Révision 24.04
PDF https://dali.bo/x2_pdf
EPUB https://dali.bo/x2_epub
HTML https://dali.bo/x2_html
Slides https://dali.bo/x2_slides
TP https://dali.bo/x2_tp
TP (solutions) https://dali.bo/x2_solutions

Licence Creative Commons CC-BY-NC-SA

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  • Paternité
  • Pas d’utilisation commerciale
  • Partage des conditions initiales à l’identique

Marques déposées

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Versions de PostgreSQL couvertes

Ce document ne couvre que les versions supportées de PostgreSQL au moment de sa rédaction, soit les versions 12 à 16.

Extensions PostgreSQL pour la performance

PostgreSQL

Préambule

Ce module présente des extensions plus spécifiquement destinées à améliorer les performances.

pg_trgm

  • Indexation des recherches LIKE '%critère%'

  • Similarité basée sur des trigrammes

CREATE EXTENSION pg_trgm;
SELECT similarity('bonjour','bnojour');

 similarity
------------
   0.333333
  • Indexation (GIN ou GiST) :
CREATE INDEX test_trgm_idx ON test_trgm
  USING gist (text_data gist_trgm_ops);

pg_stat_statements

Capture en temps réel des requêtes

  • Normalisation
  • Indicateurs :
    • nombre d’exécutions,
    • nombre d’enregistrements retournés
    • temps cumulé d’exécution et d’optimisation
    • lectures/écritures en cache, demandées au système, tris
    • temps de lecture/écriture (track_io_timing)
    • écritures dans les journaux de transactions (v13)
    • temps de planning (désactivé par défaut, v13)
    • utilisation du JIT (v15)

pg_stat_statements : mise en place

shared_preload_libraries = 'pg_stat_statements'
CREATE EXTENSION pg_stat_statements ; -- dans 1 ou plusieurs bases
SELECT * FROM pg_stat_statements ;
  • Vue en mémoire partagée (volumétrie contrôlée)
  • Pas d’échantillonnage, seulement des compteurs cumulés
    • pg_stat_statements_reset() ou PoWA

pg_stat_statements : exemple 1

Requêtes les plus longues en temps cumulé :

SELECT r.rolname, d.datname, s.calls, s.total_exec_time,
       s.total_exec_time / s.calls AS avg_time, s.query
  FROM pg_stat_statements s
  JOIN pg_roles r     ON (s.userid=r.oid)
  JOIN pg_database d  ON (s.dbid = d.oid)
 ORDER BY s.total_exec_time DESC
 LIMIT 10 ;

pg_stat_statements : exemple 2

Requêtes les plus fréquemment appelées :

SELECT r.rolname, d.datname, s.calls, s.total_exec_time,
       s.total_exec_time / s.calls  AS avg_time, s.query
  FROM pg_stat_statements s
  JOIN pg_roles r     ON (s.userid=r.oid)
  JOIN pg_database d  ON (s.dbid = d.oid)
 ORDER BY s.calls DESC
 LIMIT 10;

pg_stat_statements : exemple 3

Requêtes les plus consommatrices et hit ratio :

SELECT calls, total_exec_time, rows,
       100.0*shared_blks_hit
       /nullif(shared_blks_hit+shared_blks_read, 0) AS "hit %",
       query
FROM  pg_stat_statements
ORDER BY total_exec_time DESC
LIMIT 5 ;

auto_explain

  • Tracer les plans des requêtes lentes automatiquement
  • Contrib officielle
  • Mise en place globale (traces) :
    • globale :
    shared_preload_libraries='auto_explain'   -- redémarrage !
    ALTER DATABASE erp SET auto_explain.log_min_duration = '3s' ;
    • session :
    LOAD 'auto_explain' ;
    SET auto_explain.log_analyze TO true;

pg_buffercache

Qu’y a-t’il dans le cache de PostgreSQL ?

Fournit une vue :

  • Pour chaque page (donc pour l’ensemble de l’instance)
    • fichier (donc objet) associé
    • OID base
    • fork (0 : table, 1 : FSM, 2 : VM)
    • numéro de bloc
    • isdirty
    • usagecount

pg_prewarm

  • Charge des blocs en cache :
-- cache de PG
SELECT pg_prewarm ('pgbench_accounts', 'buffer') ;
-- cache de Linux (asynchrone)
SELECT pg_prewarm ('pgbench_accounts', 'prefetch') ;
-- cache (tous OS)
SELECT pg_prewarm ('pgbench_accounts', 'read') ;
  • Ne pas oublier les index !
  • N’interdit pas l’éviction
  • Récupération du cache au redémarrage (v11)
    • avec un petit paramétrage

Langages procéduraux

  • Procédures & fonctions en différents langages
  • Par défaut : SQL, C et PL/pgSQL
  • Extensions officielles : Perl, Python
  • Mais aussi Java, Ruby, Javascript…
  • Intérêts : fonctionnalités, performances

Avantages & inconvénients

  • PL/pgSQL plus performant pour l’accès aux données
  • Chaque langage a son point fort
  • Performances :
    • latence (pas d’allers-retours)
    • accès aux données depuis les fonctions
    • bibliothèques de chaque langage
    • index
  • Langages trusted / untrusted

hll

  • COUNT(DISTINCT) est notoirement lent
  • Principe d’HyperLogLog :
    • travail sur des hachages, avec perte
    • estimation statistique
    • non exact, mais beaucoup plus rapide
  • Exemple :
SELECT mois, hll_cardinality(hll_add_agg(hll_hash_text( id )))
FROM voyages ;
  • Type hll pour pré-agréger des données

Quiz

Travaux pratiques

Indexation de pattern avec les varchar_patterns et pg_trgm

auto_explain

pg_stat_statements

PL/Python, import de page web et compression

PL/Perl et comparaison de performances

hll

Travaux pratiques (solutions)