Greenplum的工作负载及资源管理

工作负载及资源管理

查询分析-查看EXPLAIN输出

1. EXPLAIN输出一个计划为节点组成的树
2. 每个节点表示一个独立的操作
3. 计划应该从下向上读，每个节点得到的记录向上传递
4. 成本评估项：
   cost - 获取的磁盘页数，1.0等于一个连续的磁盘页读取；第一个评估是开始成本，第二个评估是总成本
   rows - 输出的记录数，通常小于真实处理的数量。顶层节点评估的数量最接近真实值
   width - 输出的总字节数。

 devdw=# explain select * from tb_cp_02 t where t.id = 1;    QUERY PLAN     -----------------------------------------------------------------------------------     Gather Motion 1:1  (slice1; segments: 1)  (cost=0.00..6.08 rows=7 width=22)       ->  Append  (cost=0.00..6.08 rows=4 width=22)     ->  Seq Scan on tb_cp_02_1_prt_extra t  (cost=0.00..2.08 rows=2 width=18)       Filter: id = 1     ->  Seq Scan on tb_cp_02_1_prt_2 t  (cost=0.00..1.00 rows=1 width=24)       Filter: id = 1     ->  Seq Scan on tb_cp_02_1_prt_3 t  (cost=0.00..1.00 rows=1 width=24)       Filter: id = 1     ->  Seq Scan on tb_cp_02_1_prt_4 t  (cost=0.00..1.00 rows=1 width=24)       Filter: id = 1     ->  Seq Scan on tb_cp_02_1_prt_5 t  (cost=0.00..1.00 rows=1 width=24)       Filter: id = 1    (12 rows)

查询分析-查看EXPLAIN ANALYZE输出

1. EXPLAIN输出真实运行的评估结果
2. 输出的额外信息：
   
   • 执行查询花费的总时间
   • 参与每个节点计划的节点数，只有返回记录的segment实例被统计
   • 操作中的segment实例返回的最大结果数量及其ID
   • 返回最大结果数量的segment实例产生记录的开始时间和结束时间
   • Slice数量及其内存消耗

如何看查询计划

1. 若一个查询性能很差，查看查询计划有可能帮助我们找到问题
2. 关注的几个方面：
   -计划中是否有一个操作花费时间过长？
   -优化器的评估是否接近实际情况？
   -选择性强的条件是否较早出现？
   -优化器是否选择了最佳的关联顺序？
   -优化器是否选择性的扫描分区表？
   -优化器是否合适的选择了HASH聚合与HASH关联操作？
   HASH操作通常比其他类型的操作要快；
   记录在内存中的比较排序比磁盘块
   Work_mem wanted: 33649K bytes avg, 33649K bytes max (seg0) to lessen

GP工作负载管理

1. 目的是控制同时活动的查询数量以避免造成系统资源耗尽
2. GP已经具备基于ROLE体系的资源队列
3. 资源队列可以限制执行查询的数量及CPU资源使用优先级
4. 资源队列如何工作
   缺省资源队列pg_default
   GP建议管理员为不同类型工作负载创建结构性独立的资源队列
   目前资源队列对活动语句的限制：
   a) 成本；
   b) 数量；
   
   c) 内存使用量
   每个实例上该资源队列能够使用的内存总和不能超过设定的最大值；
   每个查询语句分配的内存大小是内存限制除以最大活动语句数量。
   d) 优先级
   当一个更高优先级的语句进入运行状态时，将获得更多的CPU资源；
   语句的规模和复杂程度不会影响到CPU资源的分配。
5. 资源队列评估的语句类型
   a) 当resource_select_only参数为on时，只有SELECT、SELECT INTO、CREATE TABLE AS SELECT和DECLARE CURSOR语句被评估限制
   b) 为off时，INSERT、UPDATE和DELETE语句也将被评估和限制；

  devdw=# show resource_select_only;      resource_select_only     ----------------------     off    (1 row)

1. 开启工作负载管理的步骤
   a) 创建资源对联并设置合适的限制；
   b) 为User Role指定资源队列；一个角色只能分配一个资源队列，一个资源队列可以管理多个角色；
   c) 使用工作负载管理相关的视图监控和管理资源队列，gp中存在相关视图监控相关。
2. 配置工作负载管理
   a) 缺省pg_default，活动语句连接数量为20，成本和内存无限制，CPU中等优先级

GP工作负载管理-配置工作负载管理

1. 一般资源队列配置参数
   max_resource_queues – 最多资源队列数
   max_resource_portals_per_transaction – 事务最多打开的游标数
   resource_cleanup_gangs_on_wait– 开启新查询前清空队列中空闲进程
   stats_queue_level – 激活资源
   devdw=# show max_resource_queues;
   max_resource_queues
   ———————
   9(1 row)
   devdw=# show max_resource_portals_per_transaction ;
   max_resource_portals_per_transaction
   ————————————–
   64
   (1 row)
   devdw=# show resource_cleanup_gangs_on_wait;
   resource_cleanup_gangs_on_wait
   ——————————–
   on
   (1 row)
   devdw=# show stats_queue_level ;
   stats_queue_level
   ——————-
   off
   (1 row)
   
   1. 与内存有关的参数
      gp_resqueue_memory_policy – GP内存管理特性，默认是eager_free；
      statement_mem and max_statement_mem – 每个活动语句内存分配量(可以覆盖资源队列的内存限制)，前者默认200MB，后者默认2000MB；
      gp_vmem_protect_limit – 所有segment实例可使用的物理内存总量，默认是8192M。
      gp_vmem_idle_resource_timeout and gp_vmem_protect_segworker_cache_limit – 用于释放被空间DB进程占用的内存，前者默认是18s，后者默认是500
2. 与查询优先级有关的参数（注意，都是local参数，必须修改每个instance上的postgresql.conf文件）
   gp_resqueue_priority– 开启优先级特性，默认是on；
   gp_resqueue_priority_sweeper_interval – 设置CPU为所有语句重新计算CPU资源分配的时间，默认是1000；
   gp_resqueue_priority_cpucores_per_segment – 设置每个实例使用的CPU，默认是4；

3. 可使用gpconfig命令来查看和修改工作负载配置参数
   查看一个参数值

   $ gpconfig –show gp_vmem_protect_limit
   修改一个参数的值，且Master与Segment不同

    $ gpconfig –c gp_resqueue_priority_cpucores_per_segment –v 2 –m 8

重启GP以确保修改的参数生效
$ gpstop –rf （加上f命令，将所有session都关闭）

创建资源队列

1. 创建资源队列涉及到Name、成本、活动语句数量、执行优先级等
2. 通过CREATE RESOURCE QUEUE命令来创建新的资源队列
3. 创建活动语句数量限制的资源队列
   通过设置ACTIVE_STATEMENTS控制活动语句的数量。例如，

    =# CREATE RESOURCE QUEUE req_01 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=2);    devdw=# create resource queue req_01 with (active_statements=2);    CREATE QUEUE    devdw=# select * from pg_resqueue;      rsqname   | rsqcountlimit | rsqcostlimit | rsqovercommit | rsqignorecostlimit     ------------+---------------+--------------+---------------+--------------------     req_01 | 2 |   -1 | f |  0     pg_default |20 |   -1 | f |  0    (2 rows)

1. 创建内存限制的资源队列
   a) 通过设置MEMEORY_LIMIT控制该队列所有语句可以使用的内存总量，需要考虑到当前每台主机的内存数量。
   b) GP建议将MEMORY_LIMIT控制在该Instance可以得到的物理内存总数的90%以下。
   c) GP推荐与ACTIVE_STATEMENTS结合使用而不与MAX_COST结合使用
2. 当与ACTIVE_STATEMENTS结合使用时，缺省每个语句获得的内存为： MEMORY_LIMIT/ ACTIVE_STATEMENTS，例如：

   =# CREATE RESOURCE QUEUE req_02 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=10, MEMORY_LIMIT=‘2000MB’);    devdw=# CREATE RESOURCE QUEUE req_02 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=10, MEMORY_LIMIT='200MBB');    CREATE QUEUE    devdw=# select * from pg_resqueue;       rsqname   | rsqcountlimit | rsqcostlimit | rsqovercommit | rsqignorecostlimit     ------------+---------------+--------------+---------------+--------------------     req_01 | 2 |   -1 | f |  0     pg_default |20 |   -1 | f |  0     req_02 |10 |   -1 | f |  0    (3 rows)

1. 创建成本限制的资源队列
   a) 通过设置MAX_COST限制被执行的语句可消耗的最大成本。
   b) Cost是GP查询优化器评估出来的总预估成本。
   c) Cost以一个浮点数（如100.0或者科学计数法如1e+2）来指定。例如，

    =# CREATE RESOURCE QUEUE req_03 WITH (MAX_COST=1000000.0);    devdw=# CREATE RESOURCE QUEUE req_03 WITH (MAX_COST=1000000.0);    CREATE QUEUE    devdw=# select * from pg_resqueue;      rsqname   | rsqcountlimit | rsqcostlimit | rsqovercommit | rsqignorecostlimit     ------------+---------------+--------------+---------------+--------------------     req_01 | 2 |   -1 | f |  0     pg_default |20 |   -1 | f |  0     req_02 |10 |   -1 | f |  0     req_03 |-1 |1e+06 | f |  0    (4 rows)

d) 允许系统空闲时执行语句
如果资源队列配置了Cost阀值，管理员可以允许COST_OVERCOMMIT，超过资源队列Cost阀值的语句可以被执行；
如果COST_OVERCOMMIT为false，超过cost阀值语句永远被拒绝。
e) 允许小查询绕过队列限制
可以设置MIN_COST指明什么样的开销作为小查询，那些低于MIN_COST的语句将立即得到执行。
MIN_COST不仅可以同MAX_COST一起使用，还可以和ACTIVE_STATEMENTS一起使用。例如，

  =# CREATE RESOURCE QUEUE req_04 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=10, MIN_COST=100.0);    devdw=# CREATE RESOURCE QUEUE req_04 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=10, MIN_COST=100.0);    CREATE QUEUE    devdw=# select * from pg_resqueue;      rsqname   | rsqcountlimit | rsqcostlimit | rsqovercommit | rsqignorecostlimit     ------------+---------------+--------------+---------------+--------------------     req_01 | 2 |   -1 | f |  0     pg_default |20 |   -1 | f |  0     req_02 |10 |   -1 | f |  0     req_03 |-1 |1e+06 | f |  0     req_04 |10 |   -1 | f |100

创建资源队列

1. 设置优先级级别
   为了控制CPU资源的使用，可以设置合适的优先级。例如，

  =# CREATE RESOURCE QUEUE req_05 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=3, PRIORITY=MAX);    devdw=#  CREATE RESOURCE QUEUE req_05 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=3, PRIORITY=MAX);    CREATE QUEUE    devdw=# select * from pg_resqueue;      rsqname   | rsqcountlimit | rsqcostlimit | rsqovercommit | rsqignorecostlimit     ------------+---------------+--------------+---------------+--------------------     req_01 | 2 |   -1 | f |  0     pg_default |20 |   -1 | f |  0     req_02 |10 |   -1 | f |  0     req_03 |-1 |1e+06 | f |  0     req_04 |10 |   -1 | f |100     req_05 | 3 |   -1 | f |  0    (6 rows)

1. 在查询优先级特性开启时，资源队列的优先级缺省为MEDIUM

分配ROLE(User)到资源队列

1. 资源队列被创建好后，需要把ROLE(User)分配到合适的资源队列
2. 使用ALTER ROLE或者CREATE ROLE命令来分配。例如，

=# ALTER ROLE dylan RESOURCE QUEUE seq_01;    =# CREATE ROLE jack WITH LOGIN RESOURCE QUEUE seq_02;    devdw=# \du    List of roles     Role name |  Attributes  | Member of     -----------+--------------------------------------+-----------     admin | Create role, Create DB, Cannot login |      gpadmin   | Superuser, Create role, Create DB|      mavshuang |  | {admin}    devdw=# alter role mavshuang resource queue req_01;    ALTER ROLE    devdw=# create role jack with login resource queue req_02;    CREATE ROLE    devdw=# \du    List of roles     Role name |  Attributes  | Member of     -----------+--------------------------------------+-----------     admin | Create role, Create DB, Cannot login |      gpadmin   | Superuser, Create role, Create DB|      jack  |  |      mavshuang |  | {admin}

1. 每个ROLE同一时间只能被分配到一个资源队列
2. 对GROUP ROLE进行资源分配并不会将其USER分配到该资源队列
3. SUPERUSER总是不受资源队列限制的。
4. 从资源队列中移除ROLE
   所有ROLE都需要分配到资源队列

5. 将ROLE从现有资源队列中移除并放到缺省队列中，

   =# ALTER ROLE jack RESOURCE QUEUE none;

修改资源队列

1. 变更资源队列
   a) 使用ALTER RESOURCE QUEUE命令来改变资源队列的限制
   =# ALTER RESOURCE QUEUE req_01 WITH (ACTIVE_STATEMENTS=3);
   =# ALTER RESOURCE QUEUE req_02 WITH (MAX_COST=100000.0);
   b) 将活动语句数量或者内存限制重置为无限制，可以使用-1值。

   =# ALTER RESOURCE QUEUE req_01 WITH (MAX_COST=-1.0, MEMORY_LIMIT=‘2GB’);
   c) 改变查询优先级

   =# ALTER RESOURCE QUEUE req_01 WITH (PRIORITY=MIN);

2. 删除资源队列
   a) 要删除一个资源队列，该队列不能与任何ROLE相关。

3. 使用DROP RESOURCE QUEUE命令删除资源队列。

   =# DROP RESOURCE QUEUE req_04;

检查资源队列状态

1. 查看排队语句和资源队列状态
   该视图展示系统中每个资源队列有多少语句在等待执行，多少正在执行：
   =# SELECT * FROM gp_toolkit.gp_resqueue_status;
   
2. 查看资源队列统计信息
   确认开启统计信息收集（会带来轻微的资源开销）：stats_queue_level=on
   使用系统视图pg_stat_resqueues来查看资源队列使用的统计信息。
3. 查看分配到资源队列的ROLE
   查看ROLE与资源队列之间的关系，是使用系统日志表pg_roles和gp_toolkit.gp_resqueue_status来获得：

  =# SELECT rolname, rsqname     FROM pg_roles rol, gp_toolkit.gp_resqueue_status res    WHERE rol.rolresqueue=res.queueid;

4. 查看活动语句的优先级
使用gp_toolkit.gp_resq_priority_statement视图
重置活动语句的优先级
5. SUPERUSER可以在语句运行期间通过内置函数gp_adjust_priority(session_id, statement_count 调整优先级。例如，

        select gp_adjust_priority(752,24905,'HIGH'); 

该语句只对指定的语句有效，同一资源队列随后的语句仍然使用其预先设定的优先级