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本文通过简单修改开源Postgresql源码#xff0c;实现批量获取事务ID的功能#xff0c;对比前后性能差异。
周末实验项目for fun#xff0c;代码可以随意使用。 #xff01;#xff01;#xff01;注意#xff1a;修改会带来的并发问题会造成数据不一致#xf…1 背景
本文通过简单修改开源Postgresql源码实现批量获取事务ID的功能对比前后性能差异。
周末实验项目for fun代码可以随意使用。 注意修改会带来的并发问题会造成数据不一致ProcArray和快照的逻辑很多都是在XID严格递增的情况下设计的修改后的xid空洞、跳变需要很大的修改量来适配。 2 改造前
性能数据没有太大参考意义只用于前后对比
16C小规格测试机128并发压测PG参数全部异步写瓶颈来到事务ID生成
128并发压测只写120秒XidGen锁每秒的出现数量均值在60左右QPS 80589
-- 参数
fsync off
synchronous_commit off
autovacuum offcreate table testbl1(c1 int, c2 int, c3 int, c4 text, c5 text);
-- in.sql
insert into testbl1 values (12,123,456,avzdsqerqwadsf,asdfgerrerg);pgbench -c 128 -j 128 -n -r -P 1 -T 120 -f ./in.sql
for i in {1..60};do psql -c select count(*) from pg_stat_activity where wait_eventXidGen -A -t; sleep 1;done;0
12
100
41
0
50
45
64
94
98
97
27
...
...3 改造方案 由于是实验项目改造会造成逻辑复制等代码crash这里不关注。 3.1 改造方案一
【本地进程】拿事务ID从一次拿一个变成一次拿N个其他不变。
关键改造点
GetNewTransactionId预存本地N个事务ID取的时候先取本地再去共享的。ExtendClogclog页面的原生扩展机制是严格按顺序递增的需要改造。GetSnapshotData要求事务ID必须严格递增这里可能会有空洞触发assert。ProcArrayEndTransactionInternal并发问题PGPROC的xids数组数据错乱。
3.2 改造方案二较复杂不做测试
拿事务ID由每个进程自己拿变成由一个进程统一分配。
4 最终效果一批拿5个xid、一批拿64个xid
结论QPS有略微提升和环境关系比较大CPU共享性能很差
QPS对比
优化前80589优化后84923
【一批拿5个xid】 vs 【一次拿1个xid】xidgen锁事件对比
xidgen明显下降瓶颈点打散到ProcArrayGroupUpdate、XactGroupUpdate等
【一批拿64个xid】 vs 【一次拿1个xid】xidgen锁事件对比
观测不到xidgen瓶颈点打散到ProcArrayGroupUpdate、XactGroupUpdate等
部分代码
FullTransactionId localTransactionId {0};
int localTransactionIdCnt 0;FullTransactionId
GetNewTransactionId(bool isSubXact)
{FullTransactionId full_xid;TransactionId xid;/** Workers synchronize transaction state at the beginning of each parallel* operation, so we cant account for new XIDs after that point.*/if (IsInParallelMode())elog(ERROR, cannot assign TransactionIds during a parallel operation);/** During bootstrap initialization, we return the special bootstrap* transaction id.*/if (IsBootstrapProcessingMode()){Assert(!isSubXact);MyProc-xid BootstrapTransactionId;ProcGlobal-xids[MyProc-pgxactoff] BootstrapTransactionId;return FullTransactionIdFromEpochAndXid(0, BootstrapTransactionId);}/* safety check, we should never get this far in a HS standby */if (RecoveryInProgress())elog(ERROR, cannot assign TransactionIds during recovery);bool needlock false;if (localTransactionIdCnt 0){// LWLockAcquire(XidGenLock, LW_EXCLUSIVE);Assert(localTransactionId.value 0);full_xid localTransactionId;xid XidFromFullTransactionId(full_xid);FullTransactionIdAdvance(localTransactionId);localTransactionIdCnt--;needlock false;}else{FullTransactionId prevTransactionId {0};TransactionId prevXid;LWLockAcquire(XidGenLock, LW_EXCLUSIVE);needlock true;// [1] get 1000, use 1000localTransactionId full_xid ShmemVariableCache-nextXid;xid XidFromFullTransactionId(full_xid);// [2] move local to 1001FullTransactionIdAdvance(localTransactionId);// [3] move share to 1001FullTransactionIdAdvance(ShmemVariableCache-nextXid);for (int i 0; i 5; i){prevTransactionId ShmemVariableCache-nextXid;// [4] move share to 1006 (1006 for others!)FullTransactionIdAdvance(ShmemVariableCache-nextXid);// [5] cnt 5 (local: 1001 1002 1003 1004 1005)localTransactionIdCnt;}// [6] extend once to 1005prevXid XidFromFullTransactionId(prevTransactionId);ExtendCLOG(prevXid);ExtendCommitTs(prevXid);ExtendSUBTRANS(prevXid);}Assert(localTransactionIdCnt 0);if (!isSubXact){Assert(ProcGlobal-subxidStates[MyProc-pgxactoff].count 0);Assert(!ProcGlobal-subxidStates[MyProc-pgxactoff].overflowed);Assert(MyProc-subxidStatus.count 0);Assert(!MyProc-subxidStatus.overflowed);/* LWLockRelease acts as barrier */MyProc-xid xid;ProcGlobal-xids[MyProc-pgxactoff] xid;}else{XidCacheStatus *substat ProcGlobal-subxidStates[MyProc-pgxactoff];int nxids MyProc-subxidStatus.count;Assert(substat-count MyProc-subxidStatus.count);Assert(substat-overflowed MyProc-subxidStatus.overflowed);if (nxids PGPROC_MAX_CACHED_SUBXIDS){MyProc-subxids.xids[nxids] xid;pg_write_barrier();MyProc-subxidStatus.count substat-count nxids 1;}elseMyProc-subxidStatus.overflowed substat-overflowed true;}if (needlock)LWLockRelease(XidGenLock);// elog(WARNING, [%ld](%d)-[%ld], localTransactionId.value, localTransactionIdCnt, full_xid.value);return full_xid;
}#define CLOG_MAX_PAGES (UINT_MAX / CLOG_XACTS_PER_PAGE) // 131071
bool ClogPageMark[CLOG_MAX_PAGES] {false};void
ExtendCLOG(TransactionId newestXact)
{int pageno;/** No work except at first XID of a page. But beware: just after* wraparound, the first XID of page zero is FirstNormalTransactionId.*/// if (TransactionIdToPgIndex(newestXact) ! 0 // !TransactionIdEquals(newestXact, FirstNormalTransactionId))// return;if (ClogPageMark[TransactionIdToPage(newestXact)])return;pageno TransactionIdToPage(newestXact);LWLockAcquire(XactSLRULock, LW_EXCLUSIVE);/* Zero the page and make an XLOG entry about it */ZeroCLOGPage(pageno, true);LWLockRelease(XactSLRULock);ClogPageMark[TransactionIdToPage(newestXact)] true;
}
