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Amélioration des performances des requêtes pour Aurora PostgreSQL avec Aurora Optimized Reads

Vous pouvez accélérer le traitement des requêtes pour Aurora PostgreSQL avec Aurora Optimized Reads. Une instance de base de données Aurora PostgreSQL qui utilise Aurora Optimized Reads permet d’améliorer jusqu’à 8 fois le temps de latence des requêtes et de réaliser des économies pouvant atteindre 30 % pour les applications comportant des jeux de données volumineux, qui dépassent la capacité de mémoire d’une instance de base de données.

Présentation d’Aurora Optimized Reads dans PostgreSQL

Aurora Optimized Reads est disponible par défaut lorsque vous créez un cluster de base de données qui utilise des instances R6gd, R8gd et Intel R6id basées sur Graviton avec un stockage non volatile memory express (). NVMe Il est disponible à partir des versions PostgreSQL suivantes :

Aurora Optimized Reads prend en charge deux fonctionnalités : le cache à plusieurs niveaux et les objets temporaires.

Cache à plusieurs niveaux Optimized Reads : grâce au cache à plusieurs niveaux, vous pouvez étendre la capacité de mise en cache de votre instance de base de données jusqu’à 5 fois la mémoire de l’instance. Cela permet de maintenir le cache à jour automatiquement de manière à ce qu’il contienne les données les plus récentes et les plus homogènes sur le plan transactionnel, et de libérer ainsi les applications de la charge de gestion de la mise à jour des données des solutions de mise en cache externes basées sur des ensembles de résultats. Il réduit jusqu’à 8 fois le temps de latence des requêtes qui récupéraient auparavant des données du stockage Aurora.

Dans Aurora, la valeur pour shared_buffers dans le groupe de paramètres par défaut est généralement définie sur environ 75 % de la mémoire disponible. Toutefois, pour les types d'instances r8gd, r6gd et r6id, Aurora réduit l'shared_buffersespace de 4,5 % pour héberger les métadonnées du cache de lectures optimisées.

Objets temporaires optimisés compatibles Reads : à l'aide d'objets temporaires, vous pouvez accélérer le traitement des requêtes en plaçant les fichiers temporaires générés par PostgreSQL sur le stockage local. NVMe Cela réduit le trafic à destination d’Elastic Block Storage (EBS) sur le réseau. La latence et le débit sont jusqu’à deux fois supérieurs pour les requêtes avancées qui trient, joignent ou fusionnent les gros volumes de données qui ne rentrent pas dans la capacité de mémoire disponible sur une instance de base de données.

Sur un cluster optimisé pour les E/S Aurora, Optimized Reads utilise à la fois le cache hiérarchisé et les objets temporaires stockés. NVMe Grâce au cache à plusieurs niveaux Optimized Reads, Aurora alloue deux fois la mémoire de l’instance aux objets temporaires, environ 10 % de l’espace de stockage aux opérations internes et le reste du stockage sous forme de cache à plusieurs niveaux. Sur un cluster Aurora standard, Optimized Reads utilise uniquement des objets temporaires.

Les clusters optimisés pour les E/S Aurora vous permettent de redimensionner l’espace alloué aux objets temporaires compatibles avec Optimized Reads à l’aide du paramètre dynamique aurora_temp_space_size au niveau de l’instance. Cette fonctionnalité de redimensionnement est disponible à partir des versions PostgreSQL suivantes :

Avec ce paramètre, vous pouvez redimensionner la capacité pour qu’elle atteigne de 2 à 6 fois la mémoire de l’instance sans avoir à redémarrer le moteur de base de données. Lorsque vous élargissez l’espace des objets temporaires, cette modification prend effet immédiatement, quelles que soient les charges de travail simultanées. Toutefois, lorsque vous réduisez l’espace, cette modification ne prend effet qu’une fois qu’il y a suffisamment d’espace inutilisé dans les objets temporaires pour répondre à la nouvelle demande de taille. Une fois que vous avez redimensionné des objets temporaires compatibles avec Optimized Reads, le cache à plusieurs niveaux s’ajuste automatiquement pour utiliser l’espace disponible.

Dans Aurora PostgreSQL, utilisez le paramètre temp_tablespaces pour configurer l’espace de la table sur lequel les objets temporaires seront stockés.

Pour vérifier si les objets temporaires sont configurés, utilisez la commande suivante :

postgres=> show temp_tablespaces;
temp_tablespaces
---------------------
aurora_temp_tablespace
(1 row)            
        

aurora_temp_tablespaceIl s'agit d'un tablespace configuré par Aurora qui pointe vers le stockage NVMe local. Vous ne pouvez pas modifier ce paramètre ou revenir au stockage Amazon EBS.

Pour vérifier si le cache Optimized Reads est activé, utilisez la commande suivante :

postgres=> show shared_preload_libraries;
                 shared_preload_libraries
--------------------------------------------------------
rdsutils,pg_stat_statements,aurora_optimized_reads_cache    

Utilisation d’Aurora Optimized Reads

Lorsque vous provisionnez une instance de base de données Aurora PostgreSQL avec l'une des instances de base de données basées, NVMe l'instance de base de données utilise automatiquement les lectures optimisées Aurora.

Pour activer Aurora Optimized Reads, effectuez l’une des actions suivantes :

Aurora Optimized Reads est disponible partout Régions AWS où une ou plusieurs classes d'instances de base de données avec stockage NVMe SSD local sont prises en charge. Pour de plus amples informations, veuillez consulter Classes d’instance de base de données Amazon Aurora.

Pour revenir à une instance Aurora en lecture non optimisée, modifiez la classe d'instance de base de données de votre instance Aurora en une classe d'instance similaire sans stockage NVMe éphémère pour les charges de travail de votre base de données. Par exemple, si la classe d’instance de base de données actuelle est db.r6gd.4xlarge, choisissez db.r6g.4xlarge pour revenir en arrière. Pour plus d’informations, consultez Modification d’une instance de base de données Amazon RDS.

Cas d’utilisation d’Aurora Optimized Reads

Cache à plusieurs niveaux Optimized Reads

Voici quelques cas d’utilisation du cache à plusieurs niveaux Optimized Reads :

Objets temporaires Optimized Reads

Voici quelques cas d’utilisation des objets temporaires Optimized Reads :

Surveillance des instances de base de données qui utilisent Aurora Optimized Reads

Vous pouvez surveiller vos requêtes qui utilisent le cache à plusieurs niveaux Optimized Reads à l’aide de la commande EXPLAIN comme illustré dans l’exemple suivant :

Postgres=> EXPLAIN (ANALYZE, BUFFERS) SELECT c FROM sbtest15 WHERE id=100000000                   

QUERY PLAN
--------------------------------------------------------------------------------------
 Index Scan using sbtest15_pkey on sbtest15  (cost=0.57..8.59 rows=1 width=121) (actual time=0.287..0.288 rows=1 loops=1)
   Index Cond: (id = 100000000)
   Buffers: shared hit=3 read=2 aurora_orcache_hit=2
   I/O Timings: shared/local read=0.264
 Planning:
   Buffers: shared hit=33 read=6 aurora_orcache_hit=6
   I/O Timings: shared/local read=0.607
 Planning Time: 0.929 ms
 Execution Time: 0.303 ms
(9 rows)
Time: 2.028 ms
            
        

Vous pouvez surveiller les instances de base de données qui utilisent les lectures optimisées Aurora à l'aide CloudWatch des métriques suivantes :

Ces métriques fournissent des données sur le stockage disponible dans le stockage d’instances, les IOPS et le débit. Pour plus d’informations sur ces métriques, consultez Métriques de niveau instance pour Amazon Aurora.

Vous pouvez également utiliser l'pg_proctabextension pour surveiller le NVMe stockage.

postgres=>select * from pg_diskusage();

major | minor |       devname       | reads_completed | reads_merged | sectors_read | readtime | writes_completed | writes_merged | sectors_written | writetime | current_io | iotime  | totaliotime
------+-------+---------------------+-----------------+--------------+--------------+----------+------------------+---------------+-----------------+-----------+------------+---------+-------------
      |       | rdstemp             |           23264 |            0 |       191450 |    11670 |          1750892 |             0 |        24540576 |    819350 |          0 | 3847580 |      831020
      |       | rdsephemeralstorage |           23271 |            0 |       193098 |     2620 |           114961 |             0 |        13845120 |    130770 |          0 |  215010 |      133410
(2 rows)    

Bonnes pratiques pour Aurora Optimized Reads

Utilisez les bonnes pratiques suivantes pour Aurora Optimized Reads :