Наверняка, многие из вас пользуются explain.tensor.ru - нашим сервисом визуализации PostgreSQL-планов или уже даже развернули его на своей площадке. Но визуализация конкретного плана - это лишь небольшая помощь разработчику, поэтому в "Тензоре" мы создали сервис, который позволяет увидеть сразу многие аспекты работы сервера: медленные или гигантские запросы, возникающие блокировки и ошибки, частоту и результаты проходов [auto]VACUUM/ANALYZE.

И сегодня мы, наконец, готовы представить вам демо-режим этого сервиса, куда вы самостоятельно можете загрузить лог своего PostgreSQL-сервера и наглядно увидеть, чем он у вас занимается.

В прошлых частях цикла мы:

- рассмотрели базовые концепты работы с многопоточностью в JavaScript на примере среды Node.js;

- научились формировать общую очередь и каналы обмена данными и сигналами, чтобы более эффективно управлять загрузкой потоков;

- использовали разделяемую память и Atomics-операции как самое быстрое средство обмена большими блоками данных;

- и создали отдельный поток-координатор, чтобы устранить негативное влияние синхронного кода в основном потоке исполнения на загрузку потоков вспомогательных.

В сегодняшней, заключительной, части я продемонстрирую, как все эти механики вместе позволяют сделать эффективный микросервис, автоматически подстраивающийся под изменения входящей нагрузки.

В данном случае эффективность - это не про максимально возможную скорость обработки каждой отдельной задачи, а про сбалансированное использование аппаратных ресурсов с учетом тех ограничений, на которые мы готовы пойти. Особенно актуально это для различных "облачных" размещений, где оплата идет за фактически потребленные CPU и RAM.

В предыдущей части мы научились эффективно передавать данные вспомогательным потокам из основного через разделяемую память, используя Atomics-операции и блокировки.

Но мы рассматривали все-таки идеальную ситуацию, когда основной поток больше ничем не занимался, кроме обмена с "подчиненными" уже заранее готовыми данными. В реальных же приложениях такое встречается достаточно редко - обычно эти самые данные приходится готовить непосредственно перед передачей. И, бывает, в этом участвует существенная доля синхронного кода, что для JavaScript крайне неприятно, но иногда неизбежно - например, при вычислении регулярных выражений.

Давайте оценим, насколько синхронные операции "роняют" производительность нашего тестового приложения. И узнаем, как можно в разы улучшить ее, "скрестив ужа с ежом", используя выделенный поток-координатор из позапрошлой части статьи совместно с разделяемой памятью.

В предыдущей части мы остановились на мысли, что минимизировать простой вспомогательных потоков нашего приложения можно, если заставить их самих получать себе задачи, не дожидаясь, пока их загрузит кто-то другой со стороны.

Но тут возникает две проблемы:

1. как эффективно доставить данные в обрабатывающий поток

2. как распределять задачи между активными потоками, чтобы ничего не пропустить, но и дважды не обработать

В этом нам как раз и помогут два рассматриваемых в этой статье концепта работы с многопоточностью: разделяемая (shared) память и потокобезопасные (thread-safe, Atomics) операции над ней.

В первой части статьи мы остановились на моменте, когда с помощью распределения задач между потоками по алгоритму Round-robin мы добились-таки ускорения работы приложения за счет многопоточности.

Но вот неприятность: такой алгоритм очень неравномерно нагружает потоки и не полностью утилизирует их возможности - пока кто-то простаивает, другой уже копит очередь. Как это можно обойти?

Продолжаем серию статей, посвященных разным прикладным концептуальным решениям, которые могут существенно "прокачать" производительность вашего Node.js-приложения.

В прошлой статье мы рассмотрели реализацию эффективной очереди на основе "эластичного" кольцевого буфера, а в этой попробуем разобраться с особенностями использования модуля Worker threads в Node.js - какие проблемы внедрения многопоточности будут нас ждать при попытках сделать код более производительным, и узнаем, как их можно обойти, применяя типовые концепты.

Начнем с достаточно типовой задачи: мы получаем некоторые сообщения, и нам их надо как-то обработать. В качестве тестового примера сгенерируем эти сообщения самостоятельно, и посмотрим, за какое минимальное время мы сможем вычислить SHA-256-хэш для каждого из них.

"По классике" FIFO-очередь для обработки некоторого потока задач обычно реализуется в виде связанного списка элементов. Но для JavaScript такой подход нехорош - он требует либо создания "обвязки" над элементом очереди в виде дополнительного объекта, содержащего ссылки на сам элемент и указатель на следующий, либо превращения элемента в объект и расширения его таким же указателем.

В таких нагруженных системах, как коллектор нашего сервиса мониторинга PostgreSQL-серверов, создание и последующая подчистка Garbage Collector'ом подобных избыточных объектов и полей - непозволительная роскошь.

Но если внимательно посмотреть на эту схему, то можно заметить, что сами элементы очереди A, B, C линейно упорядочены. Так нельзя ли использовать в качестве очереди обычный массив с его .push() и .shift()?..

Насколько это будет эффективно, какие грабли встретятся на этом пути, и как их можно обойти - сегодня об этом.

В PostgreSQL есть "волшебный" тип индекса GiST, который позволяет быстро искать разные сложные вещи - от интервалов до массивов и даже реализовывать полнотекстовый поиск.

Про его внутреннее устройство и возможности подробно рассказывал Егор Рогов, а я в статье "PostgreSQL Antipatterns: работаем с отрезками в «кровавом энтерпрайзе»" показал, как с помощью расширения btree_gist он позволяет решать типовые бизнес-задачи.

Одной из таких задач является поиск отрезков внутри сегмента со скалярным идентификатором. И если для btree очевидно, что поле с меньшей кардинальностью должно стоять в индексе раньше - индекс от этого и меньше и быстрее (см. "DBA: находим бесполезные индексы"), то так ли это однозначно для btree_gist?

С момента первой же хабрапубликации о возможностях нашего сервиса визуализации планов запросов PostgreSQL explain.tensor.ru (а было это уже больше 2 лет назад) пользователи задавали резонный вопрос: "Все у вас круто, но у нас в запросах и планах есть коммерческая инфа, которую отправлять куда-то наружу низзя... Можно как-то ваш сервис развернуть на своей площадке?"

Ну, а почему бы и нет, подумали мы - тем более, некоторые пользователи уже интересовались возможностью интеграции нашего сервиса в свои системы.

В PostgreSQL несложно написать запрос, который уйдет в глубокую рекурсию или просто будет выполняться гораздо дольше, чем нам хотелось бы. Как от этого защититься?

А чтобы еще и полезную работу сделать? Например, набрать следующий сегмент данных при постраничной навигации со сложным условием фильтрации.

Периодически приходится разбирать случаи внезапного промаха запроса мимо "вроде бы подходящего" индекса - а все дело оказывается в чуть-чуть не той сортировке.

В предыдущих статьях "PostgreSQL Antipatterns: навигация по реестру", "PostgreSQL 13: happy pagination WITH TIES" и "SQL HowTo: курсорный пейджинг с неподходящей сортировкой" я уже рассматривал проблемы навигации по данным, представленных в виде плоского реестра.

Но что если мы хотим выводить данные не простым "бесконечным списком", а в виде иерархической структуры с быстрой навигацией по узлам - например, обширный каталог товаров или меню ресторана, как это делает Presto - наш продукт для автоматизации заведений питания? Вот тут нам и придется что-то поизобретать...

SQL - декларативный язык - то есть вы описываете "что" хотите получить, а СУБД сама решает, "как" именно она будет это делать. Некоторые из них при этом позволяют им "подсказывать", как именно лучше выполнять запрос, но PostgreSQL - нет.

Тем не менее, "синтаксический сахар" некоторых языковых конструкций позволяет не только писать меньше кода (учите матчасть!), но и добиться, что ваша база будет делать часть вычислений "лениво", только при фактической необходимости.

Внешние ключи (foreign keys) - мощный и удобный механизм контроля логической целостности данных в базе. Но он бывает не только лишь полезен, и может неплохо пригрузить вашу БД.

Внимательный взгляд на план запроса поможет избежать многих проблем - как при чтении из базы, так и при вставке в нее.

Сегодня будет рассказ про избыточные группировки и сортировки в SQL-запросах - как они возникают, по каким признакам их можно потом вычислить и как избавиться от них.

Самый больной вопрос для любого разработчика, которому приходится вычитывать данные из базы: "Как сделать мой запрос быстрее?". Классический ответ - необходимо создать подходящий индекс. Но куда именно его стоит "накатывать", да и как вообще он должен выглядеть?..

Мы научили наш сервис визуализации планов PostgreSQL отвечать на эти вопросы, и под катом расскажем, чем именно он руководствуется в своих рекомендациях.

Вчера Hubert 'depesz' Lubaczewski закрыл доступ с российских IP ко всем своим сайтам, включая широко известный визуализатор планов PostgreSQL-запросов explain.depesz.com.

Но это не беда, потому что в компании "Тензор" мы разработали сервис explain.tensor.ru, функционал которого гораздо обширнее, и которым можете воспользоваться и вы.

Соблазн использовать модель EAV (Entity-Attribute-Value) при организации структуры БД весьма велик, особенно когда предметная область заранее плохо известна (или разработчик просто не хочет в нее углубляться). Это ведь так удобно - создать "универсальный" способ описания характеристик объектов, который больше не потребует доработок базы ни при появлении новых типов объектов, ни при возникновении новых атрибутов...

Однако, за любую универсальность приходится платить сложностью и производительностью запросов - так что json[b] может оказаться более эффективной заменой. Но если уж такая модификация невозможна - давайте попробуем выжать максимум производительности из доставшегося нам legacy на самом простом примере.

В моей практике ускорения SQL-запросов для PostgreSQL, в большинстве случаев, все сводится к применению типовых методик - их не особенно-то и много, и прочитать про большинство из них можно в моем профиле.

Но иногда обнаруживаются очень странные вещи в поведении этой, безусловно, отличной СУБД.

Все началось с запроса, который мне показали с диагнозом "необъяснимо тормозит"...

В "Тензоре" мы разрабатываем множество сервисов для управления бизнесом. А в бизнесе очень часто возникает желание немного "заглянуть в будущее" - спрогнозировать и увидеть на графике значение каких-то величин, которые мы можем только предполагать на основании данных предыдущих периодов. Например, на какую примерно выручку мы сможем рассчитывать в следующем месяце или сколько продуктов стоит закупить в столовую на следующую неделю.

Для решения этой задачи можно строить сложные математические модели и проверять их на "кластерах с бигдатой", но мы попробуем найти вариант попроще - когда есть всего одна метрика, SQL и немного житейской логики.