what are the features of global plan cache - PolarDB: Central de Documentação do Alibaba Cloud

Este tópico descreve o recurso de global plan cache (GPC) do PolarDB for PostgreSQL.

Informações básicas

Nas versões anteriores do PolarDB, o cache de planos estava vinculado a prepared statements. Essa abordagem apresentava duas desvantagens:

Os caches de planos ficavam isolados em conexões individuais e não podiam ser compartilhados.
Cada conexão mantinha seu próprio cache de planos, o que resultava em alto consumo de memória.

O PolarDB for PostgreSQL introduz o recurso GPC para resolver esses problemas, permitindo que diferentes conexões compartilhem o mesmo cache de planos.

É possível compartilhar planos entre diferentes prepared statements e conexões. Para aplicações com muitas instruções SQL distintas, o GPC reduz significativamente o uso de memória e diminui o risco de erros de falta de memória (OOM). Esse mecanismo eficiente de cache de planos também reduz o custo de geração de planos de execução, melhorando o desempenho.

O compartilhamento de planos ocorre apenas quando as chaves de consulta são idênticas. Uma chave de consulta consiste nas seguintes partes:

Texto da consulta.
ID do banco de dados.
Caminho de busca de objetos.
ID do usuário.

Aplicabilidade

O recurso está disponível para as seguintes versões do PolarDB for PostgreSQL:
- PostgreSQL 18 (versão secundária do mecanismo 2.0.18.0.1.0 ou posterior)
- PostgreSQL 17 (versão secundária do mecanismo 2.0.17.2.1.0 ou posterior)
- PostgreSQL 16 (versão secundária do mecanismo 2.0.16.3.1.1 ou posterior)
- PostgreSQL 15 (versão secundária do mecanismo 2.0.15.7.1.1 ou posterior)
- PostgreSQL 14 (versão secundária do mecanismo 2.0.14.9.15.0 ou posterior)
- PostgreSQL 11 (versão secundária do mecanismo 2.0.11.9.28.0 ou posterior)
Nota
Visualize a minor engine version number no console ou execute a instrução SHOW polardb_version;. Caso seu cluster não atenda ao requisito de versão secundária do mecanismo, upgrade the minor engine version.
O recurso GPC vem ativado por padrão em clusters que atendem aos requisitos de versão.

Limites

O GPC oferece suporte apenas a prepared statements. Não há suporte para cache de planos em cenários PL/SQL.
Há suporte apenas para as instruções SELECT, INSERT, UPDATE e DELETE.
Não há suporte para tabelas temporárias.

Parâmetros

Parâmetro	Descrição
polar_gpc_mem	Defina o tamanho de memória para o GPC. Unidade: MB. O valor padrão é 30 MB. O valor não pode exceder o tamanho de `shared_buffer`. Nota Reinicie o cluster para que a modificação do parâmetro tenha efeito. Se `polar_gpc_mem` for menor ou igual a 0, o recurso GPC será desativado. Se `polar_gpc_mem` for maior que 0, o cluster reservará a quantidade especificada de memória compartilhada na inicialização. Caso a memória compartilhada seja insuficiente, novos caches de planos serão armazenados temporariamente de forma local. Quando entradas do GPC pouco utilizadas ou inválidas forem limpas, a memória compartilhada será liberada. O sistema então tentará mover os caches de planos locais para o GPC.
polar_enable_gpc_level	Nível em que o recurso GPC é ativado. Este parâmetro pode ser modificado dinamicamente. Valores válidos: 0 (Padrão): O GPC não é utilizado. 1: O GPC é usado apenas em nós somente leitura (RO). 2: O GPC é usado tanto no nó primário (RW) quanto nos nós somente leitura. Nota Este parâmetro deve ser usado em conjunto com `polar_gpc_mem`. O GPC funciona apenas quando `polar_gpc_mem` é maior que 0 e `polar_enable_gpc_level` é maior que 0. Se `polar_gpc_mem` for maior que 0 e `polar_enable_gpc_level` for 0, as consultas existentes poderão continuar usando o GPC, mas novas consultas não poderão.
polar_gpc_clean_timeout	Intervalo de tempo para limpar entradas do GPC pouco utilizadas. Este parâmetro pode ser modificado dinamicamente. Unidade: segundos. O valor padrão é 1.800 segundos. O valor pode variar de 0 segundos a 24 horas.
polar_worker.gpc_clear_interval	Intervalo de tempo para limpar entradas inválidas do GPC. Este parâmetro pode ser modificado dinamicamente. Unidade: segundos. O valor padrão é 60 segundos. O valor máximo é (2^32 - 1)/1.000.
polar_gpc_clean_max	Quantidade de entradas do GPC a serem limpas por vez. Este parâmetro pode ser modificado dinamicamente. O valor padrão é 100. O intervalo de valores vai de 10 a 10.000.
polar_gpc_partitions	Número de tabelas hash usadas para armazenar entradas do GPC. O valor padrão é 32. O intervalo de valores vai de 1 a 1.024. Nota Reinicie o cluster para que a modificação do parâmetro tenha efeito.
polar_gpc_entries	Número máximo de entradas em cada tabela hash. O valor padrão é 1.024. O intervalo de valores vai de 1 a 10.000. Nota Reinicie o cluster para que a modificação do parâmetro tenha efeito.

Guia de uso

As visualizações e funções de monitoramento do recurso GPC estão incluídas na extensão polar_gpc. Execute o comando abaixo para criar essa extensão.

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS polar_gpc;

Visualizações

polar_stat_gpc - Visualizar o uso geral do GPC

Verifique o uso geral do GPC por meio da visualização polar_stat_gpc conforme mostrado abaixo:

SELECT * FROM polar_stat_gpc;

As principais métricas na visualização polar_stat_gpc incluem:

get: Quantidade de tentativas de recuperar uma entrada correspondente no GPC.
hit: Número de vezes em que uma entrada correspondente foi encontrada no GPC.
store: Total de vezes que um plano foi salvo com sucesso no GPC.
store_failed: Contagem de falhas ao armazenar um plano devido a erros temporários de falta de memória no GPC. Um aumento frequente nesse valor indica que o parâmetro polar_gpc_mem está configurado com um valor muito baixo.
store_exists: Número de vezes que o sistema tentou adicionar um cache de planos local ao GPC, mas constatou que outra sessão já havia adicionado o plano.

polar_gpc_plan - Visualizar o uso de memória de cada entrada do GPC

Consulte a visualização polar_gpc_plan para verificar o uso de memória de cada entrada do GPC. Exemplo:

SELECT * FROM polar_gpc_plan;

As principais métricas na visualização polar_gpc_plan incluem:

plan_id: ID do plano de execução.
stmt_name: Nome da prepared statement.
query: Instrução de consulta.
used_cnt: Quantidade de vezes que o plano foi utilizado.
last_use_time: Momento da última utilização da entrada do GPC.
is_valid: Indica se o plano é válido.

polar_gpc_plan_mcxt - Visualizar informações de MemoryContext para cada entrada do GPC

Consulte a visualização polar_gpc_plan_mcxt para ver as informações de MemoryContext de cada entrada do GPC. Exemplo:

SELECT * FROM polar_gpc_plan_mcxt;

As principais métricas na visualização polar_gpc_plan_mcxt incluem:

plan_id: ID do plano de execução.
mcxt_name: Nome do MemoryContext.
totalspace: Espaço total de memória.
freespace: Espaço de memória disponível.
used: Espaço de memória utilizado.
nblocks: Número de blocos.

polar_gpc_plan_key - Visualizar a chave do GPC para cada entrada

Consulte a visualização polar_gpc_plan_key para ver a chave do GPC de cada entrada. Essa chave é usada para encontrar entradas correspondentes no GPC. Exemplo:

SELECT * FROM polar_gpc_plan_key;

As principais métricas na visualização polar_gpc_plan_key incluem:

plan_id: ID do plano.
query: Instrução de consulta.
dbid: ID do banco de dados.
pid: ID do processo.
num_params: Quantidade de parâmetros na instrução de consulta.
search_path: Caminho de busca.
role_id: ID do usuário.

polar_prepared_statement - Visualizar informações sobre todas as prepared statements no GPC

Consulte a visualização polar_prepared_statement para ver informações sobre todas as prepared statements no GPC. Exemplo:

SELECT * FROM polar_prepared_statement;

As principais métricas na visualização polar_prepared_statement incluem:

is_saved: Indica se o plano de execução da prepared statement está salvo no GPC.
is_valid: Indica se o plano é válido.
cacheable: Indica se o plano pode ser armazenado em cache.

Funções

polar_gpc_evict_invalid_gpc - Limpar manualmente entradas inválidas do GPC

Utilize a função polar_gpc_evict_invalid_gpc para limpar manualmente as entradas inválidas do GPC. Exemplo:

SELECT polar_gpc_evict_invalid_gpc();

Caso você não chame essa função, o sistema limpará automaticamente as entradas inválidas do GPC no intervalo especificado pelo parâmetro $polar_worker.gpc_clear_interval.

polar_gpc_evict_live_gpc - Remover manualmente entradas do GPC pouco utilizadas

Utilize a função polar_gpc_evict_live_gpc para remover manualmente entradas do GPC que são pouco utilizadas. Exemplo:

SELECT polar_gpc_evict_live_gpc();

Caso você não chame essa função, o sistema removerá automaticamente as entradas do GPC pouco utilizadas no intervalo especificado pelo parâmetro $polar_worker.gpc_clear_interval.