原文：?PostgreSQL學(xué)習(xí)手冊(數(shù)據(jù)庫維護)

?

?一、恢復(fù)磁盤空間：

?? ?在PostgreSQL中，使用delete和update語句刪除或更新的數(shù)據(jù)行并沒有被實際刪除，而只是在舊版本數(shù)據(jù)行的物理地址上將該行的狀態(tài)置為已刪除或已過期。因此當(dāng)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)變化極為頻繁時，那么在一段時間之后該表所占用的空間將會變得很大，然而數(shù)據(jù)量卻可能變化不大。要解決該問題，需要定期對數(shù)據(jù)變化頻繁的數(shù)據(jù)表執(zhí)行VACUUM操作。
?? ?VACUUM命令存在兩種形式，VACUUM和VACUUM FULL，它們之間的區(qū)別見如下表格：

?	無VACUUM	VACUUM	VACUUM FULL
刪除大量數(shù)據(jù)之后	只是將刪除數(shù)據(jù)的狀態(tài)置為已刪除，該空間不能記錄被重新使用。	如果刪除的記錄位于表的末端，其所占用的空間將會被物理釋放并歸還操作系統(tǒng)。如果不是末端數(shù)據(jù)，該命令會將指定表或索引中被刪除數(shù)據(jù)所占用空間重新置為可用狀態(tài)，那么在今后有新數(shù)據(jù)插入時，將優(yōu)先使用該空間，直到所有被重用的空間用完時，再考慮使用新增的磁盤頁面。	不論被刪除的數(shù)據(jù)是否處于數(shù)據(jù)表的末端，這些數(shù)據(jù)所占用的空間都將被物理的釋放并歸還于操作系統(tǒng)。之后再有新數(shù)據(jù)插入時，將分配新的磁盤頁面以供使用。
執(zhí)行效率	?	由于只是狀態(tài)置為操作，因此效率較高。	在當(dāng)前版本的PostgreSQL(v9.1)中，該命令會為指定的表或索引重新生成一個數(shù)據(jù)文件，并將原有文件中可用的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到新文件中，之后再刪除原來的數(shù)據(jù)文件。因此在導(dǎo)入過程中，要求當(dāng)前磁盤有更多的空間可用于此操作。由此可見，該命令的執(zhí)行效率相對較低。
被刪除的數(shù)據(jù)所占用的物理空間是否被重新規(guī)劃給操作系統(tǒng)。	不會	不會	會
在執(zhí)行VACUUM命令時，是否可以并發(fā)執(zhí)行針對該表的其他操作。	?	由于該操作是共享鎖，因此可以與其他操作并行進行。	由于該操作需要在指定的表上應(yīng)用排它鎖，因此在執(zhí)行該操作期間，任何基于該表的操作都將被掛起，知道該操作完成。
推薦使用方式	在進行數(shù)據(jù)清空是，可以使用truncate操作，因為該操作將會物理的清空數(shù)據(jù)表，并將其所占用的空間直接歸還于操作系統(tǒng)。	為了保證數(shù)據(jù)表的磁盤頁面數(shù)量能夠保持在一個相對穩(wěn)定值，可以定期執(zhí)行該操作，如每天或每周中數(shù)據(jù)操作相對較少的時段。	考慮到該操作的開銷，以及對其他錯誤的排斥，推薦的方式是，定期監(jiān)控數(shù)據(jù)量變化較大的表，只有確認其磁盤頁面占有量接近臨界值時，才考慮執(zhí)行一次該操作。即便如此，也需要注意盡量選擇數(shù)據(jù)操作較少的時段來完成該操作。
執(zhí)行后其它操作的效率	對于查詢而言，由于存在大量的磁盤頁面碎片，因此效率會逐步降低。	相比于不執(zhí)行任何VACUUM操作，其效率更高，但是插入的效率會有所降低。	在執(zhí)行完該操作后，所有基于該表的操作效率都會得到極大的提升。

?

二、更新規(guī)劃器統(tǒng)計：

?? ?PostgreSQL查詢規(guī)劃器在選擇最優(yōu)路徑時，需要參照相關(guān)數(shù)據(jù)表的統(tǒng)計信息用以為查詢生成最合理的規(guī)劃。這些統(tǒng)計是通過ANALYZE命令獲得的，你可以直接調(diào)用該命令，或者把它當(dāng)做VACUUM命令里的一個可選步驟來調(diào)用，如VACUUM ANAYLYZE?table_name，該命令將會先執(zhí)行VACUUM再執(zhí)行ANALYZE。與回收空間(VACUUM)一樣，對數(shù)據(jù)更新頻繁的表保持一定頻度的ANALYZE，從而使該表的統(tǒng)計信息始終處于相對較新的狀態(tài)，這樣對于基于該表的查詢優(yōu)化將是極為有利的。然而對于更新并不頻繁的數(shù)據(jù)表，則不需要執(zhí)行該操作。
?? ?我們可以為特定的表，甚至是表中特定的字段運行ANALYZE命令，這樣我們就可以根據(jù)實際情況，只對更新比較頻繁的部分信息執(zhí)行ANALYZE操作，這樣不僅可以節(jié)省統(tǒng)計信息所占用的空間，也可以提高本次ANALYZE操作的執(zhí)行效率。這里需要額外說明的是，ANALYZE是一項相當(dāng)快的操作，即使是在數(shù)據(jù)量較大的表上也是如此，因為它使用了統(tǒng)計學(xué)上的隨機采樣的方法進行行采樣，而不是把每一行數(shù)據(jù)都讀取進來并進行分析。因此，可以考慮定期對整個數(shù)據(jù)庫執(zhí)行該命令。
?? ?事實上，我們甚至可以通過下面的命令來調(diào)整指定字段的抽樣率，如：
?? ?ALTER TABLE?testtable?ALTER COLUMN?test_col?SET STATISTICS?200
?? ?注意：該值的取值范圍是0--1000，其中值越低采樣比例就越低，分析結(jié)果的準確性也就越低，但是ANALYZE命令執(zhí)行的速度卻更快。如果將該值設(shè)置為-1，那么該字段的采樣比率將恢復(fù)到系統(tǒng)當(dāng)前默認的采樣值，我們可以通過下面的命令獲取當(dāng)前系統(tǒng)的缺省采樣值。
?? ?postgres=# show?default_statistics_target;
?? ? default_statistics_target
?? ?---------------------------
?? ? 100
?? ?(1 row)
?? ?從上面的結(jié)果可以看出，該數(shù)據(jù)庫的缺省采樣值為100(10%)。

三、VACUUM和ANALYZE的示例：
?? ?

??? #1. 創(chuàng)建測試數(shù)據(jù)表。
????postgres=# CREATE TABLE testtable (i integer);
??? CREATE TABLE
????#2. 為測試表創(chuàng)建索引。
????postgres=# CREATE INDEX testtable_idx ON testtable(i);
??? CREATE INDEX
????#3. 創(chuàng)建批量插入測試數(shù)據(jù)的函數(shù)。
??? postgres=# CREATE OR REPLACE FUNCTION test_insert() returns integer AS $$
??? DECLARE
??? ??? min integer;
??? ??? max integer;
??? BEGIN
??? ??? SELECT COUNT(*) INTO min from testtable;
??? ??? max := min + 10000;
??? ??? FOR i IN min..max LOOP
??? ??????? INSERT INTO testtable VALUES(i);
??? ??? END LOOP;
??? ??? RETURN 0;
??? END;
??? $$ LANGUAGE plpgsql;
??? CREATE FUNCTION
????#4. 批量插入數(shù)據(jù)到測試表(執(zhí)行四次)
????postgres=# SELECT test_insert();
??? ?test_insert
??? -------------
??? ?????????? 0
??? (1 row)
????#5. 確認四次批量插入都成功。
????postgres=# SELECT COUNT(*) FROM testtable;
??? ?count
??? -------
??? ?40004
??? (1 row)
????#6. 分析測試表，以便有關(guān)該表的統(tǒng)計信息被更新到PostgreSQL的系統(tǒng)表。
????postgres=# ANALYZE testtable;
??? ANALYZE
????#7. 查看測試表和索引當(dāng)前占用的頁面數(shù)量(通常每個頁面為8k)。
????postgres=# SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname = 'testtable' or relname = 'testtable_idx';
??? ??? relname?? ? ? | relfilenode??? | relpages
??? ---------------+-------------+----------
??? ?testtable??????? |?????? 17601 ? |????? 157
??? ?testtable_idx? |?????? 17604?? |?????? 90
????#8. 批量刪除數(shù)據(jù)。
??? postgres=# DELETE FROM testtable WHERE i < 30000;
??? DELETE 30003
??? #9. 執(zhí)行vacuum和analyze，以便更新系統(tǒng)表，同時為該表和索引記錄高水標記。
??? #10. 這里需要額外說明的是，上面刪除的數(shù)據(jù)均位于數(shù)據(jù)表的前部，如果刪除的是末尾部分，
??? #????? 如where i > 10000，那么在執(zhí)行VACUUM ANALYZE的時候，數(shù)據(jù)表將會被物理的縮小。
??? postgres=# VACUUM ANALYZE testtable;
??? ANALYZE
????#11. 查看測試表和索引在刪除后，再通過VACUUM ANALYZE更新系統(tǒng)統(tǒng)計信息后的結(jié)果(保持不變)。
??? postgres=# SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname = 'testtable' or relname = 'testtable_idx';
??? ??? relname? ? ? | relfilenode???? | relpages
??? ---------------+-------------+----------
??? ?testtable??????? |?????? 17601?? |????? 157
??? ?testtable_idx? |?????? 17604?? |?????? 90
??? (2 rows)
????#12. 再重新批量插入兩次，之后在分析該表以更新其統(tǒng)計信息。
??? postgres=# SELECT test_insert(); --執(zhí)行兩次。
??? ?test_insert
??? -------------
??? ?????????? 0
??? (1 row)
??? postgres=# ANALYZE testtable;
??? ANALYZE
??? #13. 此時可以看到數(shù)據(jù)表中的頁面數(shù)量仍然為之前的高水標記數(shù)量，索引頁面數(shù)量的增加
??? #?? ?? 是和其內(nèi)部實現(xiàn)方式有關(guān)，但是在后面的插入中，索引所占的頁面數(shù)量就不會繼續(xù)增加。
??? postgres=# SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname = 'testtable' or relname = 'testtable_idx';
??? ??? relname?????? | relfilenode??? | relpages
??? ---------------+-------------+----------
??? ?testtable??? ? ? |?????? 17601?? |????? 157
??? ?testtable_idx? |?????? 17604 ? |????? 173
??? (2 rows)
??? postgres=# SELECT test_insert();
??? ?test_insert
??? -------------
??? ?????????? 0
??? (1 row)
??? postgres=# ANALYZE testtable;
??? ANALYZE
????#14. 可以看到索引的頁面數(shù)量確實沒有繼續(xù)增加。
??? postgres=# SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname = 'testtable' or relname = 'testtable_idx';
??? ??? relname????? | relfilenode??? | relpages
??? ---------------+-------------+----------
??? ?testtable??? ? ? |?????? 17601?? |????? 157
??? ?testtable_idx? |?????? 17604?? |????? 173
??? (2 rows)
????#15. 重新批量刪除數(shù)據(jù)。
??? postgres=# DELETE FROM testtable WHERE i < 30000;
??? DELETE 19996
??? #16. 從后面的查詢可以看出，在執(zhí)行VACUUM FULL命令之后，測試表和索引所占用的頁面數(shù)量
??? #????? 確實降低了，說明它們占用的物理空間已經(jīng)縮小了。
??? postgres=# VACUUM FULL testtable;
??? VACUUM
??? postgres=# SELECT relname,relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname = 'testtable' or relname = 'testtable_idx';
??? ??? relname?? ?? | relfilenode???? | relpages
??? ---------------+-------------+----------
??? ?testtable??? ? ? |?????? 17602 ? |????? 118
??? ?testtable_idx? |?????? 17605 ? |?????? 68
??? (2 rows)

四、定期重建索引：

?? ?在PostgreSQL中，為數(shù)據(jù)更新頻繁的數(shù)據(jù)表定期重建索引(REINDEX INDEX)是非常有必要的。對于B-Tree索引，只有那些已經(jīng)完全清空的索引頁才會得到重復(fù)使用，對于那些僅部分空間可用的索引頁將不會得到重用，如果一個頁面中大多數(shù)索引鍵值都被刪除，只留下很少的一部分，那么該頁將不會被釋放并重用。在這種極端的情況下，由于每個索引頁面的利用率極低，一旦數(shù)據(jù)量顯著增加，將會導(dǎo)致索引文件變得極為龐大，不僅降低了查詢效率，而且還存在整個磁盤空間被完全填滿的危險。
?? ?對于重建后的索引還存在另外一個性能上的優(yōu)勢，因為在新建立的索引上，邏輯上相互連接的頁面在物理上往往也是連在一起的，這樣可以提高磁盤頁面被連續(xù)讀取的幾率，從而提高整個操作的IO效率。見如下示例：
????#1. 此時已經(jīng)在該表中插入了大約6萬條數(shù)據(jù)，下面的SQL語句將查詢該索引所占用的磁盤空間。????
????postgres=# SELECT relname, pg_relation_size(oid)/1024 || 'K' AS size FROM pg_class WHERE relkind='i' AND relname = 'testtable_idx';
?? ??? ?relname?? ? | size
?? ?----------------+------
?? ? testtable_idx | 1240K
?? ?(1 row)
?? ?#2. 刪除數(shù)據(jù)表中大多數(shù)的數(shù)據(jù)。
?? ?postgres=# DELETE FROM testtable WHERE i > 20000;
?? ?DELETE 50006
?? ?#3. 分析一個該表，以便于后面的SQL語句繼續(xù)查看該索引占用的空間。
?? ?postgres=# ANALYZE testtable;
?? ?ANALYZE
?? ?#4. 從該查詢結(jié)果可以看出，該索引所占用的空間并未減少，而是和之前的完全一樣。
?? ?postgres=# SELECT pg_relation_size('testtable_idx')/1024 || 'K' AS size;
?? ? size
?? ?------
?? ? 1240K
?? ?(1 row)
????#5. 重建索引。
?? ?postgres=# REINDEX INDEX testtable_idx;
?? ?REINDEX
?? ?#6. 查看重建后的索引實際占用的空間，從結(jié)果中可以看出索引的尺寸已經(jīng)減少。
?? ?postgres=# SELECT pg_relation_size('testtable_idx')/1024 || 'K' AS size;
?? ? size
?? ?------
?? ? 368K
?? ?(1 row)
?? ?#7. 最后一點需要記住的是，在索引重建后一定要分析數(shù)據(jù)表。
?? ?postgres=# ANALYZE testtable;
?? ?ANALYZE

?五、觀察磁盤使用情況：

?? ?1. 查看數(shù)據(jù)表所占用的磁盤頁面數(shù)量。
?? ?#relpages只能被VACUUM、ANALYZE和幾個DDL命令更新，如CREATE INDEX。通常一個頁面的長度為8K字節(jié)。
?? ?postgres=# SELECT relfilenode, relpages FROM pg_class WHERE relname = 'testtable';
?? ? relfilenode | relpages
?? ?-------------+----------
?? ??????? 16412 |?????? 79
?? ?(1 row)
?? ?
?? ?2. 查看指定數(shù)據(jù)表的索引名稱和索引占用的磁盤頁面數(shù)量。
?? ?postgres=# SELECT c2.relname, c2.relpages FROM pg_class c, pg_class c2, pg_index i
?? ???? WHERE c.relname = 'testtable' AND c.oid = i.indrelid AND c2.oid = i.indexrelid
?? ???? ORDER BY c2.relname;
?? ???? relname??? | relpages
?? ?---------------+----------
?? ? testtable_idx |?????? 46
?? ?(1 row)

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總結(jié)

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