PolarDB:グローバルメタデータキャッシュ (Global Cache)

適用範囲

この機能は、マイナーエンジンバージョンが 2.0.14.8.11.0 以降の PostgreSQL 14 を実行する PolarDB for PostgreSQL でサポートされます。

背景情報

メタデータアクセスの効率を向上させるため、PostgreSQL は各プロセスで複数のメタデータキャッシュを使用します：

• RelCache (リレーション記述子キャッシュ)：リレーション記述子をキャッシュします。

• CatCache/SysCache (システムカタログキャッシュ)：システムテーブルをキャッシュします。

RelCache と CatCache は各プロセスにプライベートです。その結果、データベースに多数の接続やオブジェクト (テーブル、ビュー、インデックスなど) がある場合、データベースインスタンスは大量のメモリを消費します。

グローバルメタデータキャッシュ (Global Cache) は、 および PolarDB for PostgreSQL の共有メモリに存在するメタデータキャッシュの総称です。Global Cache を使用すると、すべてのプロセスが同じキャッシュエントリを共有できるため、メモリ使用率が向上し、メモリ不足 (OOM) エラーのリスクが軽減されます。現在、Global Cache には以下が含まれます：

• Global RelCache：RelCache に対応するグローバルリレーション記述子キャッシュ。

• Global CatCache：CatCache/SysCache に対応するグローバルシステムテーブルキャッシュ。

RelCache

RelCache は、テーブルに関連するすべてのメタデータ (ビュー、インデックス、TOAST テーブルなど) をメモリ内で再編成してキャッシュし、より効率的なアクセスを実現します。テーブルの列情報、インデックス情報、またはパーティションテーブル情報を取得する場合など、SQL 処理のすべての段階で、RelCache は直接アクセスされます。RelCache ミスが発生した場合、システムはシステムテーブルをスキャンし、データをメモリにロードします。

ネイティブの PostgreSQL の RelCache には、エビクションメカニズムがありません。通常、最初のアクセスの後、RelCache はプロセスが終了するまでキャッシュ内のデータを保持します。あるいは、データ定義言語 (DDL) 操作によってテーブルのメタデータが変更されると、キャッシュ無効化メッセージがブロードキャストされます。無効化メッセージを受信した後、RelCache は無効化されたオブジェクトをメモリから削除します。

CatCache

CatCache は、システムテーブルからのタプルをキャッシュします。CatCache の上には、キーバリュー (KV) インターフェイスを提供する別のレイヤーである SysCache が構築されています。基本的に、CatCache と SysCache は連携して、システムテーブルのデータをメモリ内で KV 形式に再編成し、クエリを簡素化します。たとえば、オブジェクト識別子 (OID) によって名前を取得したり、OID によって関数のパラメーター数を見つけたりするなど、SQL 処理中に CatCache は直接アクセスされます。CatCache ミスが発生した場合、データはシステムテーブルからロードされます。CatCache のロードおよび無効化プロセスは、RelCache のプロセスとほぼ同じです。

パラメーターの説明

監視インターフェイス

Global Cache のすべての監視インターフェイスは、polar_global_cache 拡張機能で利用できます。次のコマンドを実行して、拡張機能を作成します。

CREATE EXTENSION polar_global_cache;

キャッシュ統計情報

Global Cache のグローバル統計情報

polar_global_cache_stat ビューで Global Cache のステータス情報を表示できます。現在、このビューには Global RelCache と Global CatCache の統計のみが含まれています。

=> SELECT * FROM polar_global_cache_stat;
-[ RECORD 1 ]----+----------------
cache_name       | Global CatCache
elems            | 2805
nlookup          | 74233
nlookup_miss     | 43576
ninsert          | 9478
nmove            | 0
ndelete          | 0
ninvalidate      | 35843
nflush           | 1
nevict           | 0
nevict_active    | 0
nevict_fail      | 0
lru_active_len   | 402
lru_inactive_len | 2403
data_allocator   | 2
meta_allocator   | 1
component_id     | 1
-[ RECORD 2 ]----+----------------
cache_name       | Global RelCache
elems            | 95
nlookup          | 1203
nlookup_miss     | 1005
ninsert          | 265
nmove            | 0
ndelete          | 0
ninvalidate      | 4404
nflush           | 1
nevict           | 0
nevict_active    | 0
nevict_fail      | 0
lru_active_len   | 3
lru_inactive_len | 92
data_allocator   | 3
meta_allocator   | 1
component_id     | 2

メトリックの説明：

ローカルキャッシュのグローバル統計情報

polar_cache_stat ビューのメトリックは、polar_global_cache_stat ビューのメトリックのサブセットです。メトリックの詳細については、polar_global_cache_stat ビューのメトリックの説明をご参照ください。

=> SELECT * FROM polar_cache_stat;
-[ RECORD 1 ]-+--------------
cache_name    | Proc CatCache
nlookup       | 779844
nlookup_miss  | 82390
ninsert       | 150876
ndelete       | 139690
ninvalidate   | 74231
nevict        | 126474
nevict_active | 1808
evict_fail    | 0
-[ RECORD 2 ]-+--------------
cache_name    | Proc RelCache
nlookup       | 295183
nlookup_miss  | 4632
ninsert       | 25968
ndelete       | 3277
ninvalidate   | 8856
nevict        | 0
nevict_active | 0
evict_fail    | 0

CatCache 統計情報

Global CatCache の統計情報

polar_global_catcache_stat ビューで Global CatCache のステータス情報を表示できます。

=> SELECT * FROM polar_global_catcache_stat;
-[ RECORD 1 ]-------+----
elems               | 34
nlookup             | 853
nlookup_miss        | 852
ninsert             | 34
nmove               | 0
ndelete             | 0
ninvalidate         | 0
nflush              | 0
nevict              | 0
nevict_active       | 0
nevict_fail         | 0
nlookup_clist       | 41
nlookup_miss_clist  | 41
ninsert_clist       | 0
nmove_clist         | 0
ndelete_clist       | 0
ninvalidate_clist   | 0
nevict_clist        | 0
neivct_active_clist | 0
rehash_fail         | 0
meta_alloc_fail     | 0
data_alloc_fail     | 0
lru_active_len      | 0
lru_inactive_len    | 34
component_id        | 1

ローカル CatCache の統計情報

polar_catcache_stat ビューで、プロセスのプライベート CatCache のステータス情報を表示できます。統計メトリックは polar_global_catcache_stat のサブセットであり、その意味は同じです。

=> SELECT * FROM polar_catcache_stat;
-[ RECORD 1 ]------+-----
nlookup            | 2060
nlookup_miss       | 898
ninsert            | 883
ndelete            | 753
ninvalidate        | 0
nevict             | 753
nevict_active      | 2
evict_fail         | 0
nlookup_clist      | 41
nlookup_miss_clist | 41
ninsert_clist      | 41
ndelete_clist      | 41

RelCache 統計情報

Global RelCache の統計情報

polar_global_relcache_stat ビューで Global RelCache のステータスを表示できます。

=> SELECT * FROM polar_global_relcache_stat;
-[ RECORD 1 ]----+-----
elems            | 61
nlookup          | 930
nlookup_miss     | 836
ninsert          | 221
nmove            | 0
ndelete          | 0
ninvalidate      | 4344
nflush           | 1
nevict           | 0
nevict_active    | 0
nevict_fail      | 0
meta_alloc_fail  | 0
data_alloc_fail  | 0
lru_active_len   | 3
lru_inactive_len | 58
component_id     | 2

ローカル RelCache の統計情報

polar_relcache_stat ビューで、現在のセッション内の RelCache のステータスを表示できます。

=> SELECT * FROM polar_relcache_stat;
-[ RECORD 1 ]-+-------
nlookup       | 293458
nlookup_miss  | 4535
ninsert       | 20239
ndelete       | 3277
ninvalidate   | 8856
nevict        | 0
nevict_active | 0
evict_fail    | 0