Introducing PMDK into PostgreSQL
2019-05-26 20:04
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将PMDK引入PostgreSQL
持久性内存（PMEM）具有快速、非易失和可字节访问的特性，能够通过load/store指令被CPU直接访问。现在已有供应商提供这种产品。相对于HSS或者SSD，数据库管理系统跑在PMEM上性能更好。借助PMDK(Persistent Memory Development Kit),将数据库修改成适配PMEM的产品，可以进一步提高其性能。本次演讲的话题围绕如何修改Postgresql使之适配PMEM，以及修改后的效果如何。我们第一步将围绕WAL日志以及表来提升OLTP性能和checkpoint时间。
有两种方法使用PMEM。第一种是最简单的方法，通过直接访问(DAX,direct-access)文件系统，即跳过操作系统的页缓存，直接访问磁盘。这种方法不用修改PG。另一种方法：PMDK包含适配PMEM的lib库，可以绕过内核直接到PMEM映射文件以及跳过CPU缓存进行内存拷贝。这种方法性能更好。
使用PMDK修改PG，主要关注WAL和表段文件。我们使用PMDK提供的PMEM函数替代系统调用函数open、lseek、read、write和fdatasync。然后和跑在DAX文件系统上的原生PG进行性能比较。试验中，我们使用飞翼式的DIMM(NVDIMM)作为PMEM。结果显示，在WAL方面，在INSERT场景中我们可以提升1.8倍的TPS。我们做出的修改将近1200行。对于表，我们checkpoint时可以减少将近20%的时间。
另一方面，我们也在其他方面进行探索，例如控制NUMA影响、消除SQL解析的开销、对PMEM-mapped的固定大小表文件进行扩展。
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