进阶数据库系列（二十三）：PostgreSQL 性能优化

前面介绍了 PostgreSQL基于 Patroni 高可用架构部署及故障切换、 基于 repmgr 高可用架构实践、基于 pgpool 实现读写分离实践、数据库备份与恢复、主从数据目录同步工具 pg_rewind、数据库作业调度工具等相关的知识点，今天我将详细的为大家介绍 PostgreSQL 性能优化相关知识，希望大家能够从中收获多多！如有帮助，请点在看、转发支持一波！！！

性能优化

优化简介

• PostgreSQL优化一方面是找出系统的瓶颈，提高PostgreSQL数据库整体的性能；

• 另一方面，需要合理的结构设计和参数调整，以提高用户操作响应的速度；

• 同时还要尽可能的节省系统资源，以便系统可以提供更大负荷的服务。

PostgreSQL 数据库优化是多方面的，原则是减少系统的瓶颈，减少资源的占用，增加系统的反应速度。例如：

• 通过优化文件系统，提高磁盘IO的读写速度；

• 通过优化操作系统调度策略，提高 PostgreSQL 的在高负荷情况下负载能力；

• 优化表结构、索引、查询语句等使查询响应更快。

首先了解系统情况后便可做相关合理的调整，以达到性能优化的目的。

/*CPU查看CPU型号*/
cat /proc/cpuinfo | grep name | cut -f2 -d: | uniq -c

/*查看物理CPU个数*/
cat /proc/cpuinfo | grep "physical id" | sort -u | wc -l  

/*查看逻辑CPU个数*/
cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l  

/*查看CPU内核数*/
cat /proc/cpuinfo | grep "cpu cores" | uniq  

/*查看单个物理CPU封装的逻辑CPU数量*/
cat /proc/cpuinfo | grep "siblings" | uniq  

/*计算是否开启超线程
##逻辑CPU > 物理CPU x CPU核数 #开启超线程
##逻辑CPU = 物理CPU x CPU核数 #没有开启超线程或不支持超线程*/

/*查看是否超线程,如果cpu cores数量和siblings数量一致，则没有启用超线程，否则超线程被启用。*/
cat /proc/cpuinfo | grep -e "cpu cores"  -e "siblings" | sort | uniq

/*内存
TOP
/*命令经常用来监控linux的系统状况，比如cpu、内存的使用等。*/
/*查看某个用户内存使用情况,如:postgres*/
top -u postgres
/*
内容解释：
  PID：#进程的ID
  USER：#进程所有者
  PR：#进程的优先级别，越小越优先被执行
  NInice：#值
  VIRT：#进程占用的虚拟内存
  RES：#进程占用的物理内存
  SHR：#进程使用的共享内存
  S：#进程的状态。S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值为负数
  %CPU：#进程占用CPU的使用率
  %MEM：#进程使用的物理内存和总内存的百分比
  TIME+：#该进程启动后占用的总的CPU时间，即占用CPU使用时间的累加值。
  COMMAND：#进程启动命令名称

常用的命令：
  P：#按%CPU使用率排行
  T：#按MITE+排行
  M：#按%MEM排行

/*查看进程相关信息占用的内存情况，(进程号可以通过ps查看)如下所示：*/
pmap -d 14596
ps -e -o 'pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid' 
ps -e -o 'pid,comm,args,pcpu,rsz,vsz,stime,user,uid' | grep postgres |  sort -nrk5
/*其中rsz为实际内存，上例实现按内存排序，由大到小*/

/*看内存占用*/
free -m

/*看硬盘占用率*/
df -h

/*查看IO情况*/
iostat -x 1 10
/*如果 iostat 没有，要 yum install sysstat安装这个包，第一眼看下图红色圈圈的那个如果%util接近100%,表明I/O请求太多,I/O系统已经满负荷，磁盘可能存在瓶颈,一般%util大于70%,I/O压力就比较大，读取速度有较多的wait，然后再看其他的参数，

内容解释:
rrqm/s:#每秒进行merge的读操作数目。即delta(rmerge)/s 
wrqm/s:#每秒进行merge的写操作数目。即delta(wmerge)/s 
r/s:#每秒完成的读I/O设备次数。即delta(rio)/s 
w/s:#每秒完成的写I/0设备次数。即delta(wio)/s 
rsec/s:#每秒读扇区数。即delta(rsect)/s 
wsec/s:#每秒写扇区数。即delta(wsect)/s 
rKB/s:#每秒读K字节数。是rsec/s的一半，因为每扇区大小为512字节 
wKB/s:#每秒写K字节数。是wsec/s的一半 
avgrq-sz:#平均每次设备I/O操作的数据大小(扇区)。即delta(rsect+wsect)/delta(rio+wio) 
avgqu-sz:#平均I/O队列长度。即delta(aveq)/s/1000(因为aveq的单位为毫秒) 
await:#平均每次设备I/O操作的等待时间(毫秒)。即delta(ruse+wuse)/delta(rio+wio) 
svctm:#平均每次设备I/O操作的服务时间(毫秒)。即delta(use)/delta(rio+wio) 
%util:#一秒中有百分之多少的时间用于I/O操作,或者说一秒中有多少时间I/O队列是非空的

/*找到对应进程*/
ll /proc/进程号/exe

更多关于 PostgreSQL 系列的学习文章，请参阅：PostgreSQL 数据库，本系列持续更新中。

优化查询

分析查询语句EXPLAIN

使用 EXPLAIN 语句来分析一个查询语句，执行如下语句：

EXPLAIN ANALYZE SELECT * FROM fruits;

索引对查询速度的影响

下面是查询语句中不使用索引和使用索引的对比。首先，分析未使用索引时的查询情况，EXPLAIN 语句执行如下：

EXPLAIN  SELECT * FROM fruits WHERE f_name='apple';