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在 Amazon RDS for PostgreSQL 中管理 TOAST OID 爭用

TOAST （超大型屬性儲存技術） 是一種 PostgreSQL 功能，旨在處理超過一般 8KB 資料庫區塊大小的大型資料值。PostgreSQL 不允許實體資料列跨越多個區塊。區塊大小可做為資料列大小的上限。TOAST 透過將大型欄位值分割為較小的區塊來克服此限制。它將它們分別存放在連結到主資料表的專用 TOAST 資料表中。如需詳細資訊，請參閱 PostgreSQL TOAST 儲存機制和實作文件。

了解 TOAST 操作

TOAST 會執行壓縮，並離線存放大型欄位值。TOAST 會將唯一的 OID （物件識別符） 指派給儲存在 TOAST 資料表中的每個超大型資料區塊。主資料表會將 TOAST 值 ID 和關係 ID 存放在頁面上，以參考 TOAST 資料表中對應的資料列。這可讓 PostgreSQL 有效率地尋找和管理這些 TOAST 區塊。不過，隨著 TOAST 資料表的成長，系統可能會耗盡可用的 OIDs，導致效能降低和因 OID 耗盡而可能停機。

TOAST 中的物件識別符

物件識別符 (OID) 是 PostgreSQL 用於參考資料庫物件的全系統唯一識別符，例如資料表、索引和函數。這些識別符在 PostgreSQL 的內部操作中扮演重要角色，可讓資料庫有效率地尋找和管理物件。

對於具有合格資料集的資料表，PostgreSQL 會指派 OIDs，以唯一識別存放在相關聯 TOAST 資料表中的每個超大型資料區塊。系統會將每個區塊與 建立關聯chunk_id，這有助於 PostgreSQL 在 TOAST 資料表中有效率地組織和尋找這些區塊。

識別效能挑戰

PostgreSQL 的 OID 管理依賴全域 32 位元計數器，以便在產生 40 億個唯一值之後進行包裝。當資料庫叢集共用此計數器時，OID 配置在 TOAST 操作期間涉及兩個步驟：

發生下列情況時，可能會發生效能降低：

如需詳細資訊，請參閱 PostgreSQL TOAST 資料表大小限制和 OID 配置文件：

全域計數器會產生 OIDs 並包圍每 40 億個值，因此系統偶爾會再次產生已使用的值。PostgreSQL 偵測到 ，並使用下一個 OID 再次嘗試。如果使用過的 OID 值執行非常長，且在 TOAST 資料表中沒有間隙，則可能會發生緩慢的 INSERT。隨著 OID 空間填滿，這些挑戰變得更加明顯，導致插入和更新速度變慢。

識別問題

隔離問題

建議

下列方法有助於解決 TOAST OID 爭用問題。

監控

使用系統資料表

您可以使用 PostgreSQL 的系統資料表來監控 OID 用量的成長。

下列匿名區塊會計算每個 TOAST 資料表中使用的不同 OIDs 數目，並顯示父資料表資訊：

DO $$
DECLARE
    r record;
    o bigint;
    parent_table text;
    parent_schema text;
BEGIN
    SET LOCAL client_min_messages TO notice;
    FOR r IN
    SELECT
        c.oid,
        c.oid::regclass AS toast_table
    FROM
        pg_class c
    WHERE
        c.relkind = 't'
        AND c.relowner != 10 LOOP
            -- Fetch the number of distinct used OIDs (chunk IDs) from the TOAST table
            EXECUTE 'SELECT COUNT(DISTINCT chunk_id) FROM ' || r.toast_table INTO o;
            -- If there are used OIDs, find the associated parent table and its schema
            IF o <> 0 THEN
                SELECT
                    n.nspname,
                    c.relname INTO parent_schema,
                    parent_table
                FROM
                    pg_class c
                    JOIN pg_namespace n ON c.relnamespace = n.oid
                WHERE
                    c.reltoastrelid = r.oid;
                -- Raise a concise NOTICE message
                RAISE NOTICE 'Parent schema: % | Parent table: % | Toast table: % | Number of used OIDs: %', parent_schema, parent_table, r.toast_table, TO_CHAR(o, 'FM9,999,999,999,999');
            END IF;
        END LOOP;
END
$$;

依 TOAST 資料表顯示 OID 用量統計資料的範例輸出：

NOTICE:  Parent schema: public | Parent table: my_table | Toast table: pg_toast.pg_toast_16559 | Number of used OIDs: 45,623,317
NOTICE:  Parent schema: public | Parent table: my_table1 | Toast table: pg_toast.pg_toast_45639925 | Number of used OIDs: 10,000
NOTICE:  Parent schema: public | Parent table: my_table2 | Toast table: pg_toast.pg_toast_45649931 | Number of used OIDs: 1,000,000
DO

下列匿名區塊會擷取每個非空白 TOAST 資料表指派的 OID 上限：

DO $$
DECLARE
    r record;
    o bigint;
    parent_table text;
    parent_schema text;
BEGIN
    SET LOCAL client_min_messages TO notice;
    FOR r IN
    SELECT
        c.oid,
        c.oid::regclass AS toast_table
    FROM
        pg_class c
    WHERE
        c.relkind = 't'
        AND c.relowner != 10 LOOP
            -- Fetch the max(chunk_id) from the TOAST table
            EXECUTE 'SELECT max(chunk_id) FROM ' || r.toast_table INTO o;
            -- If there's at least one TOASTed chunk, find the associated parent table and its schema
            IF o IS NOT NULL THEN
                SELECT
                    n.nspname,
                    c.relname INTO parent_schema,
                    parent_table
                FROM
                    pg_class c
                    JOIN pg_namespace n ON c.relnamespace = n.oid
                WHERE
                    c.reltoastrelid = r.oid;
                -- Raise a concise NOTICE message
                RAISE NOTICE 'Parent schema: % | Parent table: % | Toast table: % | Max chunk_id: %', parent_schema, parent_table, r.toast_table, TO_CHAR(o, 'FM9,999,999,999,999');
            END IF;
        END LOOP;
END
$$;

顯示 TOAST 資料表最大區塊 IDs的範例輸出：

NOTICE:  Parent schema: public | Parent table: my_table | Toast table: pg_toast.pg_toast_16559 | Max chunk_id: 45,639,907
NOTICE:  Parent schema: public | Parent table: my_table1 | Toast table: pg_toast.pg_toast_45639925 | Max chunk_id: 45,649,929
NOTICE:  Parent schema: public | Parent table: my_table2 | Toast table: pg_toast.pg_toast_45649931 | Max chunk_id: 46,649,935
DO

使用 Performance Insights

在需要指派新物件識別符 (OIDs) 的操作期間，等待事件LWLock:buffer_io和 LWLock:OidGenLock會出現在績效詳情中。這些事件的高平均作用中工作階段 (AAS) 通常指向 OID 指派和資源管理期間的爭用。這在具有高資料流失、大量大數據用量或頻繁建立物件的環境中特別常見。

LWLock：buffer_io

LWLock:buffer_io 是當 PostgreSQL 工作階段正在等待共用緩衝區上的 I/O 操作完成時發生的等待事件。當資料庫將資料從磁碟讀取到記憶體，或將修改過的頁面從記憶體寫入磁碟時，通常會發生這種情況。BufferIO 等待事件會防止多個程序在 I/O 操作進行時存取或修改相同的緩衝區，以確保一致性。此等待事件的頻繁出現可能表示資料庫工作負載中的磁碟瓶頸或過多的 I/O 活動。

在 TOAST 操作期間：

索引的大小會直接影響在這些操作期間需要存取的緩衝區頁面數目。即使索引未膨脹，其透薄大小也會增加緩衝區 I/O，特別是在高並行或高流失環境中。如需詳細資訊，請參閱 LWLock：BufferIO 等待事件疑難排解指南。

LWLock:OidGenLock

OidGenLock 是當 PostgreSQL 工作階段正在等待配置新的物件識別符 (OID) 時發生的等待事件。此鎖定可確保循序且安全地產生 OIDs，一次僅允許一個程序產生 OIDs。

在 TOAST 操作期間：

增加 OID 爭用的其他因素：