ApsaraDB RDS:16 KB アトミック書き込み

仕組み

MySQL の InnoDB ストレージエンジンは、データを 16 KB のページ単位で読み書きしますが、ほとんどのファイルシステムは 4 KB のブロック単位で書き込みを行います。追加の保護がない場合、書き込み中に電源障害が発生すると、ページが部分的に書き込まれた状態で残る可能性があります。このような状態は、InnoDB が独自に回復できない条件です。

InnoDB の従来の対策は、二重書き込み（doublewrite）メカニズムです。すなわち、各ダーティページをまず二重書き込みバッファーに書き込み、その後、実際の格納先にフラッシュします。これにより、1 回のフラッシュ操作が 2 回の書き込み操作となるため、書き込み I/O 負荷がほぼ倍増します。

16 KB アトミック書き込みは、異なるアプローチを取ります。各ページを 2 回書き込む代わりに、基盤となるストレージに対して「16 KB 単位の書き込みは、完全に完了するか、まったく行われないかのいずれかである」という保証を要求します。この保証が確立されれば、二重書き込みバッファーは安全性向上に寄与しなくなるため、innodb_doublewrite が無効化され、書き込み I/O が半減します。

前提条件

開始前に、以下の条件を満たしていることを確認してください。

• MySQL 5.7 または MySQL 8.0 を実行中の RDS インスタンス

• ストレージタイプ：標準 SSD または Premium ESSD

課金

16 KB アトミック書き込みは無料機能です。有効化および無効化にかかる費用は一切発生しません。

注意事項

• インスタンス再起動が必要：16 KB アトミック書き込みの有効化または無効化を行うと、インスタンスが再起動されます。変更実施前にダウンタイムを計画してください。

• プライマリインスタンスと読み取り専用インスタンスは連携：プライマリインスタンスで 16 KB アトミック書き込みが有効化されている場合、読み取り専用インスタンスでは無効化できません。読み取り専用側のみ無効化すると、パフォーマンスの不整合が生じ、レプリケーションの遅延を引き起こします。

• 設定は継承されます：読み取り専用インスタンスおよびバックアップから復元したインスタンスは、ソースインスタンスから 16 KB アトミック書き込みの設定を継承します。

16 KB アトミック書き込みの有効化／無効化

1. ApsaraDB RDS インスタンス一覧を開き、リージョンを選択して、対象のインスタンス ID をクリックします。

2. 基本情報 ページで、16 KB アトミック書き込み スイッチをクリックして、機能を有効化または無効化します。

パフォーマンス評価

以下の結果は、Premium ESSD を搭載したハイアベイラビリティエディションのインスタンスを対象に、Sysbench oltp_write_only を使用して測定したものです。16 KB アトミック書き込みの有効化前後における QPS を比較しています。

git clone https://github.com/akopytov/sysbench.git
cd sysbench
git checkout 0.5

yum -y install make automake libtool pkgconfig libaio-devel
yum -y install mariadb-devel

./autogen.sh
./configure
make -j
make install

sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 prepare

sysbench oltp_write_only --tables=30 --table_size=40000000 --rand-type=special --rand-spec-pct=15 --threads=64 --time=100 run

次のステップ

• Premium ESSD

• 汎用 ESSD の I/O アクセラレーション機能の使用

参考文献

• 高性能ディスク

• バッファプール拡張（BPE）機能