23.pg_wal浅析01

1.PG_WAL?

　　WAL是一套保证数据完整性的标准。简要地说，WAL中心概念是数据文件（这里涉及到表和索引）修改必须在这些动作被记录之后，即 描述这些修改操作的日志记录被刷到永久存储中。如果我们遵循这个过程，我们不需要在每次事务提交时刷数据页到磁盘，因我我们知道一旦发生崩溃，我们可以使用日志回复数据库，任何还没有被应用到数据页面的改变可以根据其日志记录重做（这是前滚恢复，也被称为REDO)

　　 因为WAL存储在数据库崩溃后的内容，日志文件系统不需要数据文件或者WAL文件的可靠存储。事实上，日志预写回降低性能，特别是日志文件会引起文件系统数据被刷到磁盘中　

　　当数据库中数据发生变更时：
　　change发生时：先要将变更后内容计入wal buffer中，再将变更后的数据写入data buffer；
　　commit发生时：wal buffer中数据刷新到磁盘；
　　checkpoint发生时：将所有data buffer刷新的磁盘。

　　可以想象，如果没有wal日志，那么数据库中将会发生什么？
　　首先，当我们在数据库中更新数据时，如果没有wal日志，那么每次更新都会将数据刷到磁盘上，并且这个动作是随机i/o，性能可想而知。并且没有wal日志，关系型数据库中事务的ACID如何保证呢？
　　因此wal日志重要性可想而知。其中心思想就是：先写入日志文件，再写入数据。

　　说到checkpoint，我们再来看看哪些情况会触发数据库的checkpoing：
　　1.手动执行CHECKPOINT命令；
　　2.执行需要检查点的命令（例如pg_start_backup 或pg_ctl stop|restart等等）；
　　3.达到检查点配置时间(checkpoint_timeout)；
　　4.max_wal_size已满。

　　其中1和2两点都和数据库的配置无关，我们暂时先不看，这里先介绍下checkpoint_timeout和max_wal_size两个参数

2.参数

• checkpoint_timeout：自动 WAL 检查点之间的最长时间，以秒计。合理的范围在 30 秒到 1 天之间。默认是 5 分钟(5min)。增加这个参数的值会增加崩溃恢复所需的时间。
• max_wal_size：在自动 WAL检查点之间允许WAL 增长到的最大尺寸。这是一个软限制，在特殊的情况 下 WAL 尺寸可能会超过max_wal_size， 例如在重度负荷下、archive_command失败或者高的 wal_keep_segments设置。默认为 1 GB。增加这个参数可能导致崩溃恢复所需的时间变长
• min_wal_size：按照max_wal_size的理解，反过来min_wal_size就是限制pg_wal目录的最小值，也就是限制最少的wal日志文件数量，在数据库空闲的时候，如果pg_wal目录大小低于min_wal_size，数据库将会重用wal日志文件而不是删除。
• wal_segment_size：这个是默认的每个wal日志文件的大小(16M)，该值可以在安装是指定
• wal_keep_size(pg13中称wal_keep_segments):指定保存在pg_wal目录中的过去日志文件段的最小数量，以防备用服务器需要获取它们以进行流复制
• checkpoint_completion_target：指定检查点完成的目标，作为检查点之间总时间的一部分。默认是 0.5。

　　什么意思呢，假如我的checkpoint_timeout设置是30分钟，而wal生成了10G，那么设置成0.5就允许我在15分钟内完成checkpoint，调大这个值就可以降低checkpoint对性能的影响，但是万一数据库出现故障，那么这个值设置越大数据就越危险。

#wal_segment_size         --报告预写日志段的大小。默认值为 16MB
#wal_keep_segments        --指定保存在pg_wal目录中的过去日志文件段的最小数量，以防备用服务器需要获取它们以进行流复制。pg13改为wal_keep_segments 

#checkpoint_completion_target = 0.5   --指定检查点完成的目标，作为检查点之间总时间的一部分。默认值为 0.5 
#checkpoint_timeout=300                --自动 WAL 检查点之间的最长时间。如果指定此值没有单位，则以秒为单位。有效范围在 30 秒到 1 天之间。默认值为五分钟 ( 5min)。
#max_wal_size = 1GB    --最大不超过这个值 ,在自动检查点期间让 WAL 增长的最大大小。这是一个软限制；WAL 大小max_wal_size在特殊情况下可能会超出，例如重负载、失败archive_command或高wal_keep_segments设置。如果此值指定为不带单位，则以兆字节为单位。默认值为 1 GB。
#min_wal_size = 80MB   --最小保留这个值,只要 WAL 磁盘使用率低于此设置，旧的 WAL 文件总是在检查点被回收以供将来使用，而不是被删除。这可用于确保保留足够的 WAL 空间来处理 WAL 使用中的峰值，例如在运行大型批处理作业时。如果此值指定为不带单位，则以兆字节为单位。默认值为 80 MB。

参考：max_wal_size/min_wal_size参数理解和作用测试 - PostgreSQL数据库 - 晟数学苑 - 学习塑造未来 (sandata.com.cn)