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[Linux] Oracle 的Lgwr Worker的工作原理

服务系统 服务系统 发布于:2022-09-19 10:02 | 阅读数:235 | 评论:0

导读实际上我看到一些国产数据库现在也在考虑使用多个WAL WRITER提升高并发WAL写入的性能,从而更为充分的利用SSD等现代硬件。不过WAL写入对于延时十分敏感,算法写不好,就容易引发更为严重的闩锁串行问题。这些年Oracle发展的太快,我从12C之后就比较少参与运维工作,顶多帮着客户看看AWR报告,所以多Oracle 12C以后的很多细节实际上了解不多。搞了二十多年Oracle,从5.1用到11.2,Oracle 10G出来的时候,我就说这应该是我学习的最后一个版本的Oracle了。没想到没搂住,11G又搞了10年。12C后因为不怎么做一线运维了,所以就没怎么关注了。
前几天群里朋友在讨论PG WAL写入存在性能问题的时候。群里有个朋友就问,难道PG这么土,不支持多个WALWRITER并发写吗?我当时想都没想就说,Oracle也不支持啊,早期Oracle支持过LGWR SLAVER,不过因为BUG太多,没什么人用,到12C以后,好像就没有SLAVER这码子事儿了。当时那个朋友就蒙圈了,Oracle咋能不支持多个LGWR并发写呢?事后我问了问同事,他们说好像你记错了,12C之后Oracle所有的SLAVER都被统一改成WORKER了。在12C里LGWR worker是自动开启的。
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昨天正好有点空,我找了一些关于12C LGWR worker的资料看了看。在公司的测试环境上也找了一套19.15的环境检查了一下。发现还真如同事所说,12C开始,Oracle已经自动开启LGWR并发写了。在12C里增加了LGnn进程,用于实际写入REDO数据,LGWR完全不管写Redo Log文件的事情,只负责发布一些和REDO落盘的消息了。
目前我看的关于LGWR worker的资料不多,从一些资料和我对LGWR的理解,LGWR worker应该是和Oracle Redo Strand有关的。Oracle的LGWR worker都是分配到GROUP的,GROUP的数量如果是和Redo public Strand相关,那么每个group就之间就不需要通过锁机制来同步写入工作。LGWR 也不需要在多个worker之间做协同,而仅仅需要做和消息公告相关的共组了,这种机制应该是最为高效的。如果多个worker之间写REDO文件还需要闩锁来做串行化,那么效率肯定是不会好的。
Redo Strand从Oracle 11开始就已经被用来加速REDO性能了,Strand的目的是为了提高并发写入Redo Log buffer和Redo Log文件时候的性能,减少因为串行化闩锁等待导致的REDO性能问题。Oracle会根据CPU_COUNT的值,自动的调整Redo srand的数量。
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Oracle会根据CPU_COUNT/16来设定Strand的数量,在LOG BUFFER中会按照Strand数量划分为N个子池,写入REDO数据的时候,可以并发的写入不同的STRAND,这样可以减少高并发LOG BUFFER写入的性能。为了确保这一机制起作用,在Redo Log文件中,也是按照Strand的方式分配Redo Log文件,这种模式可以让Redo Log文件的写入也可以高速并发。Redo Strand为12C的LGWR worker称为默认开启的功能打下了一个良好的基础。
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我这个环境的CPU_COUNT是16,而每个实例的Redo Strand最小值是2,因此启动实例的时候也启动了2个LGWR worker,这说明数据库实例有两个LGWR worker group,当系统空闲,没有什么需要写入的REDO数据的时候,LGnn都在等待空闲等待事件LGWR worker group idle,而lgwr进程在等待rdbms ipc message。
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通过strace看lgwr,也只是在做一些信号量方面的操作。我们再来看看空闲时的LGnn。
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也是在相同的信号量上休眠。
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可以看出LGWR的等待事件发生了变化,而LGnn的等待事件也和以前的LGWR十分类似。从等待事件上看,当一个worker完成工作后,会处于Ordering等待,等待获取另外的写任务。在具体实现算法上,还并没有和我想象的一样不需要调度。我们再来TRACE一下LGWR。
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可以看出LGWR还是十分频繁的在操作那个信号量,这很可能是LGWR在积极参与日志写的调度协调。
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从worker的行为上也看到了和LGWR之间的互动。这说明Oracle并发日志写还是需要多进程之间的同步行为,不是完全自主的无阻塞的。因此在某些场景下,可能会导致当WORKER数量过多时,引发Log file parallel write的等待时间过长,从而引起LOG FILE SYNC的增加,影响数据库的性能。
当年Oracle的REDO STRAND成为默认开启的时候,也出现过类似的问题,因为STRANDS数量时和CPU_COUNT相关的。十多年前在Oracle 11g上就有人发现了当CPU数量很多的时候,log file sync会莫名其妙的变坏。
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当时的建议时通过_log_parallelism_max参数来减少Strand的数量,解决过多的Strand带来的性能问题。对于LGWR worker机制,Oracle也提供了一个类似的参数来进行控制,这个参数就是“_max_log_write_parallelism”。
在Oracle 12C或者以后版本中,也经常会出现因为LGWR worker导致的性能问题。Oracle可以通过“_use_single_log_writer”参数来进行调整。默认情况下这个参数的值时ADAPTIVE,这意味着Oracle会自己根据工作负载来选择工作模式。如果遇到这方面的性能问题的时候,可以将这个参数设置为TRUE,强制使用单个LGWR,也就是恢复以前的工作模式。如果你发现你的数据库从11G升级到12C之后,log file sync变坏了,从而导致了一些性能问题,你可以考虑调整这个参数。
数据库的应用场景十分复杂,我们享受某些应用场景受益于一个新技术的时候,难免会引发一些新的问题,某些场景可能和新技术的适应性不够好。另外加上一些新技术刚刚开始使用时,对某些特殊场景的算法不够优化,也会引发一些问题。我想,随着今后Oracle数据库版本的迭代,LGWR worker的机制也会越来越成熟。
实际上我看到一些国产数据库现在也在考虑使用多个WAL WRITER提升高并发WAL写入的性能,从而更为充分的利用SSD等现代硬件。不过WAL写入对于延时十分敏感,算法写不好,就容易引发更为严重的闩锁串行问题。Oracle的Redo Strand与LGWR worker相结合的机制应该是目前最值得借鉴的方法了。如果不针对WAL BUFFER做Strand分区,那么多个WAL WRITER的并发控制的成本会更高。
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