怎么使用Postgresql的Checkpoint

Postgresql的Checkpoint是一项非常重要的功能，它可以在后台将缓存中的数据刷新到磁盘中，保证数据的持久性，防止数据的丢失或损坏。Checkpoint是由Postgresql 引擎自动执行的，默认情况下，它的执行频率是在写入1/3缓存的数据后检测并执行。但是，在一些重负载的应用环境中，频繁的Checkpoint操作会大量占用系统资源，影响系统性能。因此，为了更好地管理Postgresql，了解如何使用Checkpoint非常必要。

Checkpoints的功能非常关键，如果没有它，Postgresql的运行效率将非常低下；但是，Checkpoint本身也是一项会占用系统资源的操作。因此，在部署Postgres时，应根据系统平台和工作负载等因素合理设置Checkpoint。下面我们介绍如何更改Checkpoint设置，以实现更加高效的管理。

Checkpoint设置

Checkpoint设置是非常重要的，主要包括以下几个参数：

1. checkpoint_segments

checkpoint_segments 是配置写入多少个日志段之后就进行一个checkpoint。 Postgresql将会缓存一些数据，并等待它累积到指定的大小，然后它将执行checkpoint，将缓存中的数据全部写入磁盘中。默认值为3，建议设置大于2，因为checkpoint之间的时间越长，对系统的影响就越小。

2. checkpoint_timeout

checkpoint_timeout是一个时间段，在这个时间段内，如果Postgresql没有执行Checkpoint操作，则Postgresql将强制执行Checkpoint操作。chkpt_siren参数有着更加多样化的控制，可以使用定位chkpt来实现定位生成功能。 建议将这个参数设为5分钟到30分钟之间。

3. max_wal_size

此参数定义了一个WAL日志文件的大小限制。 如果WAL日志文件达到Max_Wal_Size限制，则Postgresql将强制执行Checkpoint操作来刷新缓存。 通常，建议将此值设置为2GB。

4. min_wal_size

此参数定义了WAL日志空间的最小值。如果WAL日志空间低于Min_Wal_Size，则Postgresql将强制执行Checkpoint操作。With min_wal_size, one can specify the minimum required amount of WAL available with the expectation that checkpoints will occur often enough.

我们可以使用以下查询语句获取当前的Checkpoint信息:

 SELECT * FROM pg_settings WHERE name LIKE 'checkpoint_%' ORDER BY name;

结果示例：

max_wal_size                      | 2GB

checkpoint_completion_target      | 0.5

checkpoint_timeout                | 5min

checkpoint_warning                | 30s

优化Checkpoint设置

Checkpoint操作将占用系统资源，因此其操作频率应合理配置，高负载环境的Checkpoint设置应更谨慎。以下是几个优化事项：

1. 提高checkpoint_segments值。

checkpoint_segments值越小，则Checkpoint操作的频率越高。将该值适当提高，以减少Checkpoint操作对系统的影响。

2. 设置较大的共享缓存

减少Checkpoint操作的另一个方法是增加共享缓存的大小。 针对系统的具体情况，应当合理确定缓存大小，以降低Checkpoint操作对系统性能的影响。

3. 确定合适的checkpoint_timeout

checkpoint_timeout设置太低会造成系统的性能问题，设置太长则会增加数据的丢失的概率。 因此，应确定一个合适的checkpoint_timeout值，使系统达到 性能。

4. 消除空间限制

如果设置了过小的max_wal_size或min_wal_size，则Writable Archiving Logs会频繁达到警戒线位置并强制执行Checkpoint操作。

5. 自动分析

PostgreSQL通过分析系统性能来自动确定checkpoint_segments和checkpoint_timeout参数的 值。 以下是如何开启自动分析的步骤：

 打开postgresql.conf文件并添加以下参数

    auto_vacuum=on

    auto_explain.log_min_duration=1s

    auto_explain.log_analyze=on

    auto_explain.log_buffers=off

    auto_explain.log_verbose=off

6. 分离数据

将WAL日志和数据文件分离的另一个动机是最小化Checkpoint操作的影响。 使用多个磁盘或多组RAID，以避免由于所有IO操作在单个磁盘上执行而产生的瓶颈。

总结

Checkpoint是Postgresql中防止数据丢失和数据损坏的关键。 为了优化Checkpoint功能，我们应该根据系统的实际负载和平台特性等因素，合理设置checkpoint_segments、checkpoint_timeout，max_wal_size和min_wal_size等参数。优化Checkpoint的设置十分重要，它能帮助我们保护数据的安全，并提高系统的运行效率。