Selfkleptomaniac

PostgreSQLの長期間運用Filed Under: PostgreSQL

PostgreSQLの運用では、システム停止をともなう定期的なメンテナンスが必要とされている。

が、じゃあいったいどれくらい、何のためにシステム停止とVACUUM処理をやらなければいけないのかは、いまいちはっきりしたところはわからなかった。たとえば、データ領域が大きくなりすぎてディスク容量を圧迫しているとか、なんとなくパフォーマンスが低下しているとか、そんなタイミングで実施するようなアバウトな運用をしている人も結構いるのではないか。

マニュアルにも明記されているが、上に挙げた理由の他に、PostgreSQLのVACUUMにはもうひとつ重要な機能がある。といっても、通常のVACUUMやVACUUM FULLでは実行されず、psqlから「VACUUM F」まで入力してtabを押しても出てこないのでやっかいなのだが、長期間運用されるPostgreSQLではVACUUM FREEZEを定期的に実行してやる必要がある。

VACUUMというのは、PostgreSQLが削除フラグを立てて未使用となったデータ領域を回収してあげるもので、ANALYZEはプランナが利用する統計情報を更新することで利用効率を向上させるものという理解で基本的には間違いないようなのだが、このFREEZEというのは正直なところこれまでその存在も全く知らなかった。今日、たまたま隣席で7.3系のPostgreSQLでVACUUM作業中の人がログに変なメッセージを見つけたのがきっかけで発見した。

同じような警告メッセージがPostgreSQL7.2のChangelogにある。

NOTICE:  Some databases have not been vacuumed in 1613770184 transactions.
        Better vacuum them within 533713463 transactions,
        or you may have a wraparound failure.

PostgreSQLのトランザクションには一意のID（XID）が振られていて、そのIDは32ビットのシステムでは40億くらい（2の32乗）が上限になっている。この上限値を超えると、トランザクションのIDはリセットされて0に戻ってしまう。数字が循環して0に戻ると、突然自分より前のトランザクションが存在しない状態になってしまい、逆に過去のトランザクションが未来のものに見えるようになるため、データ破壊を引き起こす。上のメッセージは、メンテナンス忘れなどでトランザクション数の累計が15億を超えるとVACUUM時に出てくるものだ。

VACUUM FREEZEはこの循環を回避するための機能で、現在のトランザクション以外のトランザクションにFrozenXIDというのを追加して、周回違いのIDを見間違わずに過去のものと判別できるようにする。何がなんだかわからないので、イメージしかわかないのだが、きっとPostgreSQLのトランザクションデータは構造体みたいなもので、そこにXIDというメンバ変数があって、そいつを更新してくれる、みたいなものなのだろう。

ちなみにVACUUM FREEZEはPostgreSQL 7.2から導入された機能で、上の説明もだいたいそれに合わせたものになっている。というのも、8.3のマニュアルではVACUUM FREEZEは廃止予定となっており、VACUUMの実行はpostgres.confのvacuum_freeze_min_ageの値を0に設定したものと同じことになる。つまり、VACUUMで代用できるわけだ。どうりでpsqlからもちゃんと出てこないわけだ。

PostgreSQLの7系で無停止運転が出来ないのは、こういう理由もあったからだ。