[PostgreSQL] PostgreSQL Vacuum 이란 ( FSM, VM, TID )

Vacuum

사전적의미로 청소, 진공, 공백을 의미합니다.

PostgreSQL 에서 Vacuum 은 MVCC 에 의해 현재 사용되지 않는 이전의 저장된 값들을 정리합니다.

 

 

Vacuum 을 하는 이유

PostgreSQL 은 MVCC 에 의해 이전의 값들이 갱신되거나 삭제되더라도

새로운 데이터로 추가(갱신 경우)하고 기존의 데이터는 정리하지 않고 삭제표기만 남겨둡니다.

이렇게 사용하지 않는 값들로 인해 파일 사이즈가 커져 성능저하가 발생하게 되는걸 방지합니다.

 

Transaction ID 가 겹침으로 인해 자료의 손실이 발생하는 것을 방지합니다.

이전의 데이터가 정리되면서 실행계획에서 사용할 통계치 정보를 최신으로 갱신해 줍니다.

Visibility MAP ( VM = Dead Tuple 의 존재 여부를 표기 ) 의 정보를 갱신해 줍니다.

 

 

Vacuum 이 수행되는 유형

테이블 / 데이터베이스 단위로 Vacuum 을 실행할 수 있습니다.

 

표준(간단하게)으로 실행하는 방식

1. Vacuum 이 실행 될 때에서 조회, 삭제, 갱신, 적재 등이 가능합니다.

2. 이전의 값들이 위치한 주소를 사용 가능하다라고 표시해주는 Free Space Map ( FSM ) 에 매핑합니다.

3. 이전 Vacuum 작업 이후부터 변경된 내용만을 대상으로 진행합니다.

 

 

 

2건의 INSERT 를 적재하면 들어온 순서대로 Page 에 Tuple 이 저장됩니다.

그리고 라인 포인터에서 이 튜플을 가리킵니다.

처음에 적재한 값을 Update 했습니다.

기존의 데이터는 그대로 둔 채로 튜플을 새로 생성, 기존의 포인트는 xmax 값을 변경, 라인포인터는 새로운 튜플을 가리키도록 합니다.

 

 

이 때 표준 Vacuum 을 실행합니다.

이전의 값을 가리키던 라인포인터는 삭제하였고 포인터의 위치도 앞으로 당겨졌습니다.

그러나 이전의 값을 지우지는 않으며 대신 FSM 에 이 공간을 사용할 수 있다고 매핑해줍니다.

 

 

전체 실행하는 방식

1. 테이블 혹은 데이터베이스에서 사용할 수 있는 데이터만 다시 모아서 새로운 공간에 저장합니다.

2. 모든 데이터를 조회해서 정리대상이 아닌 데이터만 새로 저장하는 방식으로 진행하기 때문에 처음에는 공간도 더 필요하며 객체에 배타적 락이 발생합니다.

3. 작업이 완료된 후 기존공간에 있던 데이터는 삭제하기 때문에 여유공간이 확보됩니다.

 

전체 Vacuum 을 실행하면 라인포인터의 공간과 데이터도 모두 삭제합니다.

 

 

 

이를 정리하면 다음과 같습니다.

	표준	전체
처리방식	다른 자료가 저장될 수 있게 빈 공간으로 표기 OS 입장에서는 여유 공간 미확보 됨	새 파일에 저장하는 방식 OS 입장에서 여유 공간 확보 됨
처리 속도	전체 Vacuum 보다 짧게 걸림	처리 속도가 느림
Lock 여부	여러 쿼리와 함께 사용 가능	배타적 잠금으로 다른 쿼리 사용 불가

 

 

VM 과 FSM

VM ( Visibility Map )

각각의 테이블은 VM 을 통해 어떤 페이지가 모두 활성화 된 상태의 튜플만 포함하는지를 추적합니다.

메인 릴레이션 파일노드 뒤에 _vm 이라는 접미사가 붙는 형태의 파일로 생성됩니다.

한 page 당 1 bit 씩 저장됩니다.

bit 는 Vacuum 작업에 의해 설정이 되며, 페이지 데이터 변경작업에 의해 초기화 됩니다.

 

FSM ( Free Space Map )

각각의 테이블과 인덱스는 fsm 을 통해 사용 가능한 공간을 추적합니다.

역시 메인 릴레이션 파일노드 뒤에 _fsm 이라는 접미사가 붙는 형태의 파일로 생성됩니다.

 

FSM 페이지는 이진 트리로 구성되어 있습니다.

각 리프노드는 Heap Page 를 나타내거나 하위 레벨의 FSM 페이지를 나타냅니다.

하위 레벨의 FSM 페이지에는 각 Heap 페이지에 사용 가능한 공간이 저장되어 있습니다.

 

만약 FSM 페이지가 초과된다면 페이지 하나를 더 생성합니다.

데이터베이스 ID 내의 파일을 조회하면 각 filenode 의 fsm 과 vm 이 있는 것을 확인할 수 있습니다.

postgres@VirtualBox:~/10/main/base/13054$ ls -al | head -20
합계 7520
drwx------ 2 postgres postgres   4096  4월  5 00:44 .
drwx------ 7 postgres postgres   4096  4월  5 00:44 ..
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 112
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 113
-rw------- 1 postgres postgres  73728  4월  5 00:44 1247
-rw------- 1 postgres postgres  24576  4월  5 00:44 1247_fsm
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 1247_vm
-rw------- 1 postgres postgres 393216  4월  5 00:44 1249
-rw------- 1 postgres postgres  24576  4월  5 00:44 1249_fsm
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 1249_vm
-rw------- 1 postgres postgres 606208  4월  5 00:44 1255
-rw------- 1 postgres postgres  24576  4월  5 00:44 1255_fsm
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 1255_vm
-rw------- 1 postgres postgres  90112  4월  5 00:44 1259
-rw------- 1 postgres postgres  24576  4월  5 00:44 1259_fsm
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 1259_vm
-rw------- 1 postgres postgres  57344  4월  5 00:44 12890
-rw------- 1 postgres postgres  24576  4월  5 00:44 12890_fsm
-rw------- 1 postgres postgres   8192  4월  5 00:44 12890_vm

 

 

 

 

이 자료는 아래 경로에서 참고하였습니다.

www.slideshare.net/pgday_seoul/postgresql-67292841