KingBaseES 内存管理

内存架构

内存结构

KingBaseES 的内存结构主要分为以下几个部分：

共享内存（Shared Memory）
- 共享缓冲区（Shared Buffers）：用于缓存数据块，减少磁盘 I/O
- WAL 缓冲区（WAL Buffers）：用于缓存 WAL 日志，提高写入性能
- 锁表（Lock Table）：用于管理并发控制的锁
- 进程间通信（IPC）区域：用于进程间通信
本地内存（Local Memory）
- 工作内存（Work Memory）：用于排序、哈希等操作
- 维护工作内存（Maintenance Work Memory）：用于 VACUUM、CREATE INDEX 等维护操作
- 临时内存（Temp Memory）：用于临时表和临时文件
- 会话内存（Session Memory）：用于存储会话相关信息
操作系统缓存
- 页缓存（Page Cache）：操作系统级别的文件缓存
- 目录缓存（Directory Cache）：用于缓存文件系统目录信息

内存分配机制

KingBaseES 使用以下机制管理内存：

动态内存分配：根据负载自动调整内存使用
内存上下文（Memory Context）：用于管理内存的分配和释放
内存限制：通过参数限制各组件的内存使用
内存统计：提供详细的内存使用统计信息

内存配置参数

核心内存参数

sql

-- 共享缓冲区大小
shared_buffers = '8GB'

-- WAL 缓冲区大小
wal_buffers = '16MB'

-- 工作内存大小
work_mem = '64MB'

-- 维护工作内存大小
maintenance_work_mem = '2GB'

-- 自动清理工作内存
autovacuum_work_mem = '1GB'

-- 临时缓冲区大小
temp_buffers = '64MB'

-- 最大进程内存限制
max_process_memory = '16GB'

-- 内存上下文检查
memory_context_checking = 'off'

-- 内存使用统计
memory_usage_stats = 'on'

内存参数调整

sql

-- 在线调整共享缓冲区大小
ALTER SYSTEM SET shared_buffers = '16GB';

-- 在线调整工作内存大小
ALTER SYSTEM SET work_mem = '128MB';

-- 在线调整维护工作内存大小
ALTER SYSTEM SET maintenance_work_mem = '4GB';

-- 重新加载配置
SELECT sys_reload_conf();

版本差异

特性	V8 R6	V8 R7
共享缓冲区动态调整	支持重启生效	支持在线动态调整
内存使用统计	基本支持	增强支持，新增更多统计视图
内存上下文监控	有限支持	全面支持，新增详细监控功能
自动内存管理	不支持	支持，新增自动内存调整功能
内存压力检测	不支持	支持，新增内存压力告警

内存监控

内存使用监控

sql

-- 查看内存使用概览
SELECT * FROM sys_memory_usage;

-- 查看共享缓冲区使用情况
SELECT 
    name,
    setting,
    unit,
    short_desc
FROM 
    sys_settings
WHERE 
    name IN ('shared_buffers', 'wal_buffers', 'temp_buffers');

-- 查看工作内存使用情况
SELECT 
    name,
    setting,
    unit,
    short_desc
FROM 
    sys_settings
WHERE 
    name IN ('work_mem', 'maintenance_work_mem', 'autovacuum_work_mem');

内存上下文监控

sql

-- 查看内存上下文使用情况
SELECT * FROM sys_memory_contexts;

-- 查看详细内存上下文统计
SELECT 
    name,
    ident,
    level,
    parent,
    total_bytes,
    free_bytes,
    used_bytes
FROM 
    sys_memory_contexts
ORDER BY 
    used_bytes DESC
LIMIT 20;

内存泄漏检测

sql

-- 启用内存上下文统计
ALTER SYSTEM SET memory_usage_stats = 'on';

-- 查看内存上下文增长情况
SELECT 
    name,
    ident,
    total_bytes - free_bytes AS used_bytes
FROM 
    sys_memory_contexts
WHERE 
    name LIKE '%Portal%' OR name LIKE '%Transaction%'
ORDER BY 
    used_bytes DESC;

内存优化

共享缓冲区优化

sql

-- 调整共享缓冲区大小（建议为系统内存的 25%）
ALTER SYSTEM SET shared_buffers = '16GB';

-- 调整 WAL 缓冲区大小（建议为 16-64MB）
ALTER SYSTEM SET wal_buffers = '64MB';

-- 调整 WAL 写入策略
ALTER SYSTEM SET wal_writer_delay = '200ms';
ALTER SYSTEM SET wal_writer_flush_after = '1MB';

工作内存优化

sql

-- 调整工作内存大小（根据查询复杂度调整）
ALTER SYSTEM SET work_mem = '128MB';

-- 调整维护工作内存大小（根据维护操作需求调整）
ALTER SYSTEM SET maintenance_work_mem = '4GB';

-- 调整自动清理工作内存
ALTER SYSTEM SET autovacuum_work_mem = '2GB';

内存使用优化

优化查询：减少排序和哈希操作，降低工作内存使用
优化索引：减少索引扫描和排序操作
优化连接：使用合适的连接方式，减少内存使用
优化临时表：减少临时表的使用，优化临时表设计
优化 VACUUM：合理配置自动清理参数，避免维护操作占用过多内存

操作系统内存优化

bash

# 调整内核参数
# 禁用内存过度使用
vm.overcommit_memory = 2
# 调整 swappiness（建议 0-10）
vm.swappiness = 5
# 调整页缓存刷新策略
vm.dirty_background_ratio = 5
vm.dirty_ratio = 10

内存问题诊断

内存不足

sql

-- 查看内存使用情况
SELECT * FROM sys_memory_usage;

-- 查看系统内存使用
SELECT 
    name,
    setting,
    unit
FROM 
    sys_settings
WHERE 
    name LIKE '%mem%' OR name LIKE '%buffer%';

-- 查看进程内存使用
SELECT 
    pid,
    usename,
    datname,
    state,
    query,
    pg_size_pretty(pg_memory_usage(pid)) AS memory_usage
FROM 
    sys_stat_activity
ORDER BY 
    pg_memory_usage(pid) DESC
LIMIT 10;

内存泄漏

sql

-- 监控内存上下文增长
SELECT 
    name,
    ident,
    total_bytes - free_bytes AS used_bytes,
    to_char(now(), 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS') AS check_time
FROM 
    sys_memory_contexts
WHERE 
    name LIKE '%Portal%' OR name LIKE '%Transaction%'
ORDER BY 
    used_bytes DESC;

-- 查看长时间运行的查询
SELECT 
    pid,
    usename,
    datname,
    query_start,
    now() - query_start AS query_duration,
    query
FROM 
    sys_stat_activity
WHERE 
    state = 'active'
ORDER BY 
    query_duration DESC
LIMIT 10;

内存碎片

sql

-- 查看内存碎片情况
SELECT 
    name,
    ident,
    total_bytes,
    free_bytes,
    used_bytes,
    round((free_bytes::numeric / total_bytes::numeric) * 100, 2) AS fragmentation_ratio
FROM 
    sys_memory_contexts
WHERE 
    total_bytes > 0
ORDER BY 
    fragmentation_ratio DESC
LIMIT 10;

最佳实践

合理分配内存：
- 共享缓冲区建议设置为系统内存的 25%
- WAL 缓冲区建议设置为 16-64MB
- 工作内存根据查询复杂度调整，建议 64-256MB
- 维护工作内存建议 1-4GB
监控内存使用：
- 定期监控内存使用情况
- 设置内存使用告警阈值
- 监控内存上下文增长，及时发现内存泄漏
优化查询：
- 减少排序和哈希操作
- 优化连接方式和顺序
- 减少临时表的使用
优化维护操作：
- 合理配置自动清理参数
- 避免在业务高峰期执行大量维护操作
- 使用并行维护操作，提高效率
操作系统优化：
- 调整内核参数，优化内存使用
- 禁用不必要的服务，释放内存资源
- 合理配置交换空间，避免频繁换页
版本升级：
- 升级到 V8 R7，利用自动内存管理功能
- 定期更新补丁，修复内存相关问题

常见问题 (FAQ)

Q: 共享缓冲区设置多大合适？

A: 共享缓冲区的设置原则：

对于 OLTP 应用，建议设置为系统内存的 25%
对于 OLAP 应用，建议设置为系统内存的 15-20%
避免设置过大，否则会导致操作系统缓存减少，影响整体性能
建议结合实际压测结果调整

Q: 工作内存设置多大合适？

A: 工作内存的设置原则：

根据查询复杂度调整，复杂查询需要更大的工作内存
建议设置为 64-256MB
注意：每个排序或哈希操作都会使用工作内存，并发查询会累加
可以在会话级别调整，针对特定查询优化

Q: 如何处理内存不足问题？

A: 内存不足的处理方法：

检查是否有内存泄漏，优化查询或修复应用代码
调整内存配置参数，合理分配内存
优化查询，减少内存使用
增加系统内存
考虑使用读写分离，分担主库压力

Q: 如何监控内存泄漏？

A: 内存泄漏的监控方法：

启用内存使用统计功能
定期监控内存上下文增长情况
监控长时间运行的查询
分析内存使用趋势
使用内存分析工具，如 Valgrind

Q: 不同版本的内存管理有什么差异？

A: V8 R7 相比 V8 R6 在内存管理方面的改进：

支持在线动态调整共享缓冲区大小
新增自动内存管理功能，根据负载自动调整内存
增强内存监控和统计功能
新增内存压力检测和告警
优化内存分配和释放机制，减少内存碎片

Q: 如何优化 VACUUM 操作的内存使用？

A: VACUUM 操作的内存优化方法：

调整 maintenance_work_mem 参数，增加维护工作内存
调整 autovacuum_work_mem 参数，优化自动清理内存使用
合理配置自动清理参数，避免频繁清理
使用并行 VACUUM，提高清理效率
避免在业务高峰期执行大量 VACUUM 操作

案例分析

案例：某 OLTP 系统内存优化

背景：某 OLTP 系统使用 KingBaseES V8 R6，系统内存为 64GB，经常出现内存不足告警，查询性能下降。

问题分析：

共享缓冲区设置为 4GB，仅占系统内存的 6%
工作内存设置为 16MB，导致复杂查询排序和哈希操作效率低下
维护工作内存设置为 64MB，VACUUM 操作缓慢
没有启用内存使用统计，无法监控内存使用情况

解决方案：

调整共享缓冲区大小为 16GB（系统内存的 25%）
调整工作内存大小为 128MB，提高复杂查询性能
调整维护工作内存大小为 2GB，加快 VACUUM 操作
启用内存使用统计，监控内存使用情况
升级到 V8 R7，利用自动内存管理功能

效果：

内存使用率从 85% 降低到 65%
查询响应时间缩短 40%
VACUUM 操作时间缩短 60%
内存不足告警消失
系统稳定性显著提高

案例：某 OLAP 系统内存优化

背景：某 OLAP 系统使用 KingBaseES V8 R6，系统内存为 128GB，执行复杂分析查询时经常出现内存溢出。

问题分析：

工作内存设置为 64MB，无法满足复杂分析查询的需求
没有启用并行查询，单进程内存压力大
临时表和临时文件使用过多，影响性能

解决方案：

调整工作内存大小为 512MB，提高复杂查询性能
启用并行查询，设置 max_parallel_workers_per_gather = 8
优化查询，减少排序和哈希操作
合理使用分区表，减少单次查询的数据量
调整临时文件参数，优化临时文件使用

效果：

复杂查询响应时间缩短 70%
内存溢出问题消失
系统并发处理能力提高 50%
查询计划优化，减少了不必要的内存使用

通过合理的内存管理配置和优化，可以有效提高 KingBaseES 数据库的性能和稳定性，避免内存相关的问题影响业务运行。DBA 需要根据业务特点和系统资源情况，不断调整和优化内存参数，确保内存的高效利用。

KingBaseES 内存管理 ​

内存架构 ​

内存结构 ​

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内存配置参数 ​

核心内存参数 ​

内存参数调整 ​

版本差异 ​

内存监控 ​

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内存泄漏检测 ​

内存优化 ​

共享缓冲区优化 ​

工作内存优化 ​

内存使用优化 ​

操作系统内存优化 ​

内存问题诊断 ​

内存不足 ​

内存泄漏 ​

内存碎片 ​

最佳实践 ​

常见问题 (FAQ) ​

Q: 共享缓冲区设置多大合适？ ​

Q: 工作内存设置多大合适？ ​

Q: 如何处理内存不足问题？ ​

Q: 如何监控内存泄漏？ ​

Q: 不同版本的内存管理有什么差异？ ​

Q: 如何优化 VACUUM 操作的内存使用？ ​

案例分析 ​

案例：某 OLTP 系统内存优化 ​

案例：某 OLAP 系统内存优化 ​