PG技术大讲堂 - 第14讲：PostgreSQL 检查点

PostgreSQL从小白到专家，是从入门逐渐能力提升的一个系列教程，内容包括对PG基础的认知、包括安装使用、包括角色权限、包括维护管理、、等内容，希望对热爱PG、学习PG的同学们有帮助，欢迎持续关注CUUG PG技术大讲堂。

Part 14：PostgreSQL检查点

内容1：检查点触发机制

内容2：检查点作用

内容3：检查点如何工作

内容4：检查点如何调整

检查点处理过程

· 检查点触发机制

在PostgreSQL中，检查点(后台)进程执行检查点;当发生下列情况之一时，其进程将启动： 
检查点间隔时间由checkpoint_timeout设置(默认间隔为300秒(5分钟)) 
在9.5版或更高版本中，pg_xlog中WAL段文件的总大小(在10版或更高版本中为pg_WAL)已超过参数max_WAL_size的值(默认值为1GB(64个16MB文件))。 
PostgreSQL服务器在smart或fast模式下关闭。 
手动checkpoint。

检查点作用

· 为什么需要检查点

所有的数据库几乎都有检查点机制，为什么需要检查点呢，有以下几个作用：

1、定期保存修改过的数据块(保护劳动果实)

检查点发生时，检查点进程会把共享缓冲区中的脏块(被修改过的块)写入磁盘，永久保存，否则如果发生主机断电等故障，内存中的数据块就会丢失，该检查点的发生频率由checkpoint_timeout控制，定期发生。

2、做为实例恢复时起始位置

如果发生实例崩溃，那么下一次启动时则需要进行实例恢复，数据库根据{BANNED}最佳近一次检查点的位置作为起始位置开始recovery。

3、做为介质恢复时起始位置

每次进行物理备份时都会发生一个检查点，用来判断将来进行恢复时的起始位置，因为备份时数据文件是有先后顺序，备份出来的数据文件是不一致的，将来恢复出来后需要应用归档日志把他们变成同步，开始备份的位置就是将来recovery的位置。

XLOG 写记录

· 检查点工作流程

检查点记录位置

· 控制文件

控制文件中记录了检查点的相关信息 
Latest checkpoint location –{BANNED}最佳新检查点记录的LSN位置。 
Prior checkpoint location –先前检查点记录的LSN位置。

pg_control File

· 控制文件

控制文件中记录的检查点相关信息

postgres> pg_controldata /usr/local/pgsql/data

pg_control {BANNED}最佳后修改: 2022/10/25 10:36:29

{BANNED}最佳新检查点位置: 0/65441F8

{BANNED}最佳新检查点的 REDO 位置: 0/65441F8

{BANNED}最佳新检查点的重做日志文件: 000000010000000000000006

{BANNED}最佳新检查点的 TimeLineID: 1

{BANNED}最佳新检查点的PrevTimeLineID: 1

... snip ...

Database Recovery

· 利用检查点做为recovery的起始位置

检查点调整

 检查点发生的间隔时间决定了实例恢复需要的时长，checkpoint_timeout设置的值应该根据业务的需求设置，以实例崩溃时，下一次打开数据库时长的容忍度而设置。

 间隔时间短，则实例恢复需要的时间就短，可提高数据库的可用性，但是会增加I/O操作，降低数据库状态性能，检查点发生时属于密集型I/O操作，会占用大量系统资源。

 间隔时间长，则实例恢复需要的时间就长，会降低数据库的可用性，但是会减少I/O操作，提高数据库状态性能。

checkpoint_completion_target

 数据库中一个至关重要的参数，主要与参数checkpoint_timeout(checkpoint_timeout)配合使用，值越小意味着检查点要越快完成，要求写得要快。

 控制每次检查点发生时i/o的吞吐量，值越高，则i/o占用的资源越少，数据库性能越好;值越低，则i/o占用的资源越多，影响数据库性能，但是提高检查点完成速度。

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