Hautatu eta diskoaren artean hiru cache geruza

Gakoen ikuspegia: OLTP lan-karga gehienetan, tamaina egokia duen buffer-biltegia esan nahi du datuen irakurketa guztien % 95-99 RAMetik hornitzen dela. Lan-multzoa - kontsultak benetan maiz ukitzen dituen zure datuen azpimultzoa - datu-basearen guztizko tamaina baino askoz txikiagoa da askotan. Buffer-taldea zure lan-multzoari egokitzeko, ez zure datu-multzo osoari egokitzeko, egin dezakezun errentagarritasun handieneko doikuntza-ekintza bakarra da.

Nola betetzen du sistema eragilearen cacheak RAM eta diskoaren arteko hutsunea?

Nahiz eta datu-basearen berezko buffer multzoa galdu, kontsulta bat ez dago oraindik benetako disko irakurtzera zuzenduta. Sistema eragileak orrialdearen cachea mantentzen du (fitxategi-sistemaren cachea ere deitzen zaio), kernelak kudeatutako RAM-aren eskualdea, irakurketak eta idazketak gailuak blokeatzeko buffer-a egiten duena. Datu-base-motorrak bere buffer-biltegitik ez dagoen orri bat eskatzen duenean, OS nukleoak bere orrialde-cachea egiaztatzen du biltegiratze-kontrolatzaileari I/O komando fisiko bat igorri aurretik.

Hirugarren geruza hau aplikazio-garatzaileentzat ikusezina da, baina oso garrantzitsua da datu-baseen buffer-taldea hornituta ez dagoen sistemetan. OS orriaren cachea prozesu guztietan partekatzen da, beraz, zure aplikazio zerbitzariarekin, web zerbitzariarekin eta ostalari berean exekutatzen den beste edozein softwarerekin lehiatzen da. Datu-baseen zerbitzari dedikatuetan, lehiaketa hau gutxienekoa da, eta sistema eragilearen cacheak bigarren aukerako buffer esanguratsua eskaintzen du. Memoria-muga estuak dituzten partekatutako ostalari edo edukiontzietan, sistema eragilearen cachea txikiegia da maiz laguntzeko.

Zein cache geruza da praktikan errendimendu irabazi gehienen arduraduna?

Mundu errealeko produkzio-sistemetan, buffer-taldeak errendimendu-emaitzetan nagusitzen dira alde handiz. Hona hemen zergatik geruza bakoitzak modu ezberdinean laguntzen duen erabilera kasuetan:

• Kontsulten emaitzen cachea: onurarik handiena irakurtzeko astunak diren datu-multzoetan, gehienetan estatikoetan: kontsulten txostenak, cachean gordetako aginte-panelak, eduki publikoaren amaiera-puntuak. Alferrikakoa idazteko mahai pisutsuetan.
• Datu-basearen buffer multzoa: zaldi unibertsala. Ekoizpen datu-base zerbitzari guztiak hemen sintonizatu behar dira lehenik. Ausazko sarbide-ereduak zein sekuentzialak modu eraginkorrean kudeatzen ditu.
• OS orriaren cachea: Segurtasun-sare bat eskaintzen du buffer-taldea tamaina txikian dagoenean. Era berean, nabarmen laguntzen du, bestela, orri beroak buffer biltegitik kanporatuko lituzkete taula handien sekuentzialki aztertzerakoan.
• Biltegiratze-kontrolagailuaren cachea (hardware-geruza): Laugarren geruza, askotan ahazten dena — NVMe SSDek eta RAID kontrolagailuek idazteko cacheak mantentzen dituzte bateriaren edo kondentsadorearen babeskopiarekin. Honek iraunkortasuna babesten du idazketa-erritmoa uko egin gabe, fsync latentziaren kaltetan.
• Aplikazio-geruzako cachea (Redis, Memcached): Datu-basearen gainean kokatzen da erabat, eta serieko kontsulten emaitzak edo konputatutako objektuak gordetzen ditu datu-basean batere ez kolpatzeko, aproposa, aldibereko milaka erabiltzaileri zerbitzatzen dituzten maizter anitzeko SaaS plataformetarako.

Nola aprobetxa dezakete negozio-plataforma modernoek cache-arkitektura fidagarritasuna lortzeko?

Modulu funtzional askotan jarduten duten enpresentzat (CRM, proiektuen kudeaketa, merkataritza elektronikoa, analisiak) cache-arkitekturak zuzenean zehazten du plataformaren erantzuna taldeak hazten diren heinean. Ondo geruzatutako cache estrategia batean eraikitako plataformek aldibereko hamarnaka erabiltzaileri balio dezakete azpiegitura kostu proportzionala gabe. Funtsezkoa da cachearen mugak errespetatzen dituzten datuetara sartzeko ereduak diseinatzea: datu beroak txikiak mantentzea eta sarbide-ereduak aurreikusten dituztenak, irakurketa-erreplikak erabiltzea buffer-taldearen karga banatzeko eta Redis bezalako aplikazio-geruzako cache bat datu-basearen aurrean kokatzea erabiltzaile anitzentzat datu berdinak aldi berean hornitzen dituzten puntuetarako.

Mewayz zehazki filosofia hori kontuan izanda dago arkitektua. 207 negozio-modulu integratuak 138.000 erabiltzaile baino gehiago elikatzen dituztenez, plataformaren datu-geruza diseinatuta dago irakurketen gehiengoa cachetik hornitzeko, erantzun-denborak azkar mantenduz eta azpiegitura-kostuak aurreikusteko, $ 19 hilabeteko hasierako planean edo $ 49 / hilabeteko maila profesionalean exekutatzen ari zaren ala ez.

Ohiko galderak

Kontsulten cachea desgaitzeak datu-basearen errendimendua hobetzen al du beti?

Ez beti, baina idazteko lan-karga astunetarako normalean egiten du. Kontsulten cacheak koherentzia mantentzeko mutex global bat behar du, aldiberekotasun handietan botila-lepo bihurtzen dena. MySQL 8.0-k kontsultaren cachea guztiz kendu zuen arrazoi horregatik. PostgreSQL-k ez zuen inoiz inplementatu integratutako kontsulta-cachea, buffer multzoan eta aplikazio-geruzaren cachean oinarrituz. Zure irakurketa-idazketa ratioa altua bada eta zure kontsultak oso errepikakorrak badira, kontsulta-cache batek benetako irabaziak eman ditzake; bestela, inbertitu sintonizazio-ahalegin hori buffer multzoan.

Nola jakin dezaket nire buffer-igerilekua behar den neurrian dagoen?

Begiratu zure buffer-taldearen arrakasta-erlazioa: multzotik zerbitzatzen diren orrialde-eskaeren ehunekoa diskoa irakurri behar dutenen aldean. OLTP lan-karga batean %95etik beherako arrakasta-ratioa igerilekuen tamaina handitzeko seinalea da. MySQL-n, kontsultatu SHOW ENGINE INNODB STATUS eta begiratu buffer-bilduraren arrakasta-tasa. PostgreSQL-n, pg_statio_user_tables ikuspegiak diskotik irakurritako pila-blokeak erakusten ditu buffer multzotik hornitutakoak. Helburua zure lan-multzo osoa, ez zure datu-multzo osoa, RAM-en egoiliar mantentzea.

Zer erlazio dago cache-geruzen eta maizter anitzeko SaaS fidagarritasunaren artean?

Maizter anitzeko SaaS-n, cache-geruzek "bizilagun zaratatsuak" arazoak saihesten dituzte, non maizter baten kontsulta-karga astunak gainontzeko maizter guztien errendimendua hondatzen duen. Maizterrak jakitun diren aplikazioen cacheak TTLn oinarritutako baliogabetzearekin maizter bakoitzeko datu beroak mantentzen ditu Redis-en, kontu handietako buffer-taldeen presioa nabarmen murrizten du. Datu-base-mailako konexio-bilketak eta buffer bero batekin konbinatuta, edozein kontu bakarreko leherketa-jarduerak ez dituela partekatutako orriak cachetik kentzen eta plataforma osoan latentzia-pikorik sortzen ez duela ziurtatzen du.

Cache geruzak ez dira datu-baseen bitxikeriak; eskalan azkar mantentzen diren plataformak eta azpiegitura etengabeko suteen aurkako borroka behar duten plataformak bereizten dituen oinarri arkitektonikoa dira. Dagoeneko errealitate horietarako optimizatutako plataforma bat behar duen negozio bat eraikitzen edo zuzentzen ari bazara, arakatu Mewayz at app.mewayz.com — 207 modulu, plataforma koherente bat, zure lehenengo erabiltzailetik ehunmila arte fidagarritasunez funtzionatzeko eraikia.