印刻数据库

外观

KingBaseES 进程管理 ​

进程架构 ​

进程模型 ​

KingBaseES 采用多进程架构，主要包含以下进程类型：

  1. 主进程（Postmaster）

    • 负责启动和管理其他进程
    • 监听客户端连接请求
    • 处理进程异常终止
    • 管理数据库启动和关闭

  2. 后端进程（Backend Process）

    • 处理客户端连接请求
    • 执行 SQL 查询
    • 管理事务处理
    • 与共享缓冲区交互

  3. 辅助进程（Auxiliary Process）

    • WAL 写入进程（WAL Writer）
    • 自动清理进程（Autovacuum Launcher）
    • 后台写入进程（Background Writer）
    • 统计收集进程（Stats Collector）
    • 检查点进程（Checkpointer）
    • 归档进程（Archiver）

进程间通信 ​

KingBaseES 进程间通过以下方式通信：

  • 共享内存：用于共享数据块、锁信息、统计信息等
  • 信号（Signal）：用于进程间通知和控制
  • 管道（Pipe）：用于进程间数据传输
  • 本地套接字（Unix Domain Socket）：用于本地进程间通信

进程类型 ​

主进程 ​

bash
# 查看主进程
ps -ef | grep kingbase | grep -E 'postmaster|kingbase'

# 主进程参数
/usr/local/kingbase/bin/kingbase -D /data/kingbase/data

后端进程 ​

bash
# 查看后端进程
ps -ef | grep kingbase | grep -E 'postgres|kingbase' | grep -v postmaster

# 后端进程参数
/usr/local/kingbase/bin/kingbase: backend process

辅助进程 ​

bash
# 查看 WAL 写入进程
ps -ef | grep kingbase | grep 'wal writer process'

# 查看自动清理进程
ps -ef | grep kingbase | grep 'autovacuum launcher process'

# 查看后台写入进程
ps -ef | grep kingbase | grep 'background writer process'

# 查看统计收集进程
ps -ef | grep kingbase | grep 'stats collector process'

# 查看检查点进程
ps -ef | grep kingbase | grep 'checkpointer process'

# 查看归档进程
ps -ef | grep kingbase | grep 'archiver process'

版本差异 ​

进程类型V8 R6V8 R7
主进程支持支持，性能优化
后端进程支持支持，新增进程池功能
WAL 写入进程支持支持，新增并行 WAL 写入
自动清理进程支持支持，新增并行清理功能
检查点进程支持支持，新增增量检查点
归档进程支持支持，新增归档压缩功能

进程监控 ​

进程状态监控 ​

sql
-- 查看后端进程状态
SELECT 
    pid,
    datname,
    usename,
    application_name,
    client_addr,
    client_port,
    backend_start,
    state,
    query_start,
    state_change,
    wait_event_type,
    wait_event,
    query
FROM 
    sys_stat_activity;

-- 查看进程等待事件
SELECT 
    wait_event_type,
    wait_event,
    count(*) AS process_count
FROM 
    sys_stat_activity
WHERE 
    state = 'active'
GROUP BY 
    wait_event_type, wait_event
ORDER BY 
    process_count DESC;

进程资源监控 ​

sql
-- 查看进程 CPU 使用情况
SELECT 
    pid,
    usename,
    datname,
    query_start,
    now() - query_start AS query_duration,
    (SELECT pg_stat_get_backend_cpu_usage(pid)) AS cpu_usage,
    query
FROM 
    sys_stat_activity
WHERE 
    state = 'active'
ORDER BY 
    cpu_usage DESC
LIMIT 10;

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

系统进程监控 ​

bash
# 查看 KingBaseES 进程数量
sudo systemctl status kingbase

# 查看进程资源使用情况
top -p $(pgrep -d ',' -f kingbase)

# 查看进程 IO 情况
iotop -p $(pgrep -d ',' -f kingbase)

进程优化 ​

进程数量优化 ​

sql
-- 调整最大连接数
ALTER SYSTEM SET max_connections = 1000;

-- 调整超级用户保留连接数
superuser_reserved_connections = 10;

-- 调整自动清理工作进程数
ALTER SYSTEM SET autovacuum_max_workers = 8;

进程优先级优化 ​

bash
# 调整主进程优先级
sudo renice -10 $(pgrep -f kingbase | grep -E 'postmaster|kingbase')

# 调整 WAL 写入进程优先级
sudo renice -5 $(pgrep -f kingbase | grep 'wal writer process')

进程资源限制 ​

bash
# 在 kingbase.conf 中设置
# 调整进程打开文件数限制
max_files_per_process = 1000;

# 调整进程堆栈大小
backend_stacksize = 8MB;

进程池优化 ​

sql
-- 启用进程池（V8 R7）
ALTER SYSTEM SET process_pool = on;

-- 调整进程池大小
ALTER SYSTEM SET process_pool_size = 100;

-- 调整进程池最大空闲时间
ALTER SYSTEM SET process_pool_idle_timeout = 3600;

进程问题诊断 ​

进程异常终止 ​

sql
-- 查看最近的进程终止记录
SELECT 
    log_time,
    user_name,
    database_name,
    process_id,
    connection_from,
    message
FROM 
    sys_log
WHERE 
    message LIKE '%terminated%' OR message LIKE '%crashed%'
ORDER BY 
    log_time DESC
LIMIT 20;

-- 查看核心转储文件
ls -la /data/kingbase/data/core.*

进程死锁 ​

sql
-- 查看锁等待情况
SELECT 
    w.pid AS waiting_pid,
    w.usename AS waiting_user,
    w.query AS waiting_query,
    l.pid AS locking_pid,
    l.usename AS locking_user,
    l.query AS locking_query
FROM 
    sys_stat_activity w
JOIN 
    sys_locks lw ON w.pid = lw.pid
JOIN 
    sys_locks lk ON lw.locktype = lk.locktype
                AND lw.database = lk.database
                AND lw.relation = lk.relation
                AND lw.page = lk.page
                AND lw.tuple = lk.tuple
                AND lw.virtualxid = lk.virtualxid
                AND lw.transactionid = lk.transactionid
                AND lw.classid = lk.classid
                AND lw.objid = lk.objid
                AND lw.objsubid = lk.objsubid
JOIN 
    sys_stat_activity l ON lk.pid = l.pid
WHERE 
    lw.granted = false;

进程占用过高资源 ​

sql
-- 查看高 CPU 占用进程
SELECT 
    pid,
    usename,
    datname,
    query_start,
    now() - query_start AS query_duration,
    query
FROM 
    sys_stat_activity
WHERE 
    state = 'active'
ORDER BY 
    (SELECT pg_stat_get_backend_cpu_usage(pid)) DESC
LIMIT 10;

-- 终止占用过高资源的进程
SELECT sys_terminate_backend(pid) FROM sys_stat_activity WHERE pid = 12345;

最佳实践 ​

  1. 合理设置最大连接数：

    • 根据系统资源和业务需求设置
    • 建议每个 CPU 核心处理 10-20 个连接
    • 使用连接池减少后端进程数量

  2. 优化辅助进程配置：

    • 调整 WAL 写入进程参数，提高写入性能
    • 优化自动清理进程配置，避免频繁清理
    • 调整检查点进程参数，减少 I/O 峰值

  3. 监控进程状态：

    • 定期监控进程数量和状态
    • 设置进程异常告警
    • 监控进程资源使用情况

  4. 优化进程优先级：

    • 提高核心进程的优先级
    • 根据业务需求调整进程优先级

  5. 处理进程异常：

    • 建立进程异常处理流程
    • 定期检查核心转储文件
    • 分析进程终止原因，优化配置

  6. 版本升级：

    • 升级到 V8 R7，利用进程池功能
    • 定期更新补丁，修复进程相关问题

常见问题 (FAQ) ​

Q: 如何确定合理的最大连接数？ ​

A: 最大连接数的设置原则：

  • 考虑系统 CPU 核心数，建议每个核心处理 10-20 个连接
  • 考虑系统内存，每个连接约占用 10-20MB 内存
  • 考虑存储 I/O 能力，大量并发连接会增加 I/O 压力
  • 建议使用连接池，减少后端进程数量

Q: 如何处理进程异常终止？ ​

A: 进程异常终止的处理方法：

  1. 查看日志文件，分析终止原因
  2. 检查核心转储文件，定位问题
  3. 检查系统资源使用情况，是否存在资源不足
  4. 调整相关参数，优化配置
  5. 升级到最新版本，修复已知问题

Q: 如何优化自动清理进程？ ​

A: 自动清理进程的优化方法：

  1. 调整 autovacuum_max_workers 参数，增加清理工作进程数
  2. 调整 autovacuum_naptime 参数，控制清理频率
  3. 调整 autovacuum_vacuum_threshold 和 autovacuum_analyze_threshold 参数
  4. 为特定表设置单独的清理参数
  5. 避免在业务高峰期执行大量清理操作

Q: 如何监控进程死锁？ ​

A: 进程死锁的监控方法：

  1. 启用死锁检测功能
  2. 定期查询 sys_locks 和 sys_stat_activity 视图
  3. 设置死锁告警
  4. 优化查询，减少锁等待时间
  5. 使用合理的事务隔离级别

Q: 不同版本的进程管理有什么差异？ ​

A: V8 R7 相比 V8 R6 在进程管理方面的改进：

  1. 新增进程池功能，提高连接处理效率
  2. 支持并行 WAL 写入，提高写入性能
  3. 新增并行自动清理功能，提高清理效率
  4. 新增增量检查点，减少 I/O 峰值
  5. 优化进程调度算法，提高资源利用率

Q: 如何处理高 CPU 占用的进程？ ​

A: 高 CPU 占用进程的处理方法：

  1. 分析查询执行计划，优化查询
  2. 检查是否存在全表扫描或索引失效
  3. 检查是否存在锁等待或死锁
  4. 考虑增加系统 CPU 资源
  5. 考虑使用读写分离，分担主库压力

案例分析 ​

案例：某系统进程数量过多问题 ​

背景：某系统使用 KingBaseES V8 R6，最大连接数设置为 2000，经常出现进程数量超过 1500，导致系统性能下降。

问题分析：

  1. 应用使用短连接，连接建立和销毁频繁
  2. 未使用连接池，每个连接对应一个后端进程
  3. 自动清理进程配置不合理，导致大量清理进程

解决方案：

  1. 应用端使用连接池，减少后端进程数量
  2. 调整最大连接数为 500
  3. 优化自动清理参数：
    • autovacuum_max_workers = 4
    • autovacuum_naptime = 60
  4. 升级到 V8 R7，启用进程池功能

效果：

  • 后端进程数量稳定在 100-200 之间
  • 系统 CPU 使用率从 80% 降低到 40%
  • 查询响应时间缩短 50%
  • 系统稳定性显著提高

案例：某系统 WAL 写入进程瓶颈 ​

背景：某系统使用 KingBaseES V8 R6，写入压力大，WAL 写入进程 CPU 占用率经常达到 100%，导致写入延迟增加。

问题分析：

  1. WAL 写入进程为单线程，无法充分利用多核 CPU
  2. WAL 缓冲区设置不合理
  3. WAL 写入策略配置不当

解决方案：

  1. 升级到 KingBaseES V8 R7，启用并行 WAL 写入
  2. 调整 WAL 缓冲区大小为 128MB
  3. 优化 WAL 写入策略：
    • wal_writer_delay = 100ms
    • wal_writer_flush_after = 512KB
    • checkpoint_timeout = 15min
    • max_wal_size = 4GB

效果：

  • WAL 写入进程 CPU 使用率降低到 30%
  • 写入延迟缩短 70%
  • 系统吞吐量提高 50%
  • 写入操作更加稳定

通过合理的进程管理和优化，可以有效提高 KingBaseES 数据库的性能和稳定性。DBA 需要根据业务特点和系统资源情况，不断调整和优化进程相关参数，确保进程的高效运行。