本节介绍了PostgreSQL中与AUTOVACUUM IO相关的参数。

### 概览
PG的MVCC要求“过期”的数据不能马上被物理清除，而是标记为dead rows，这些dead rows后续会通过vacuuming过程清理。
vacuuming通过以下方式让数据库保持“健康”：
1.标记dead rows可用于存储新数据，这样可以避免不必要的磁盘浪费以及可以跳过dead rows以提升顺序扫描的性能；
2.更新vm（用于跟踪过期或已废弃的数据，反应在pages上）。这可以提升index-only scans的性能；
3.避免出现事务ID回卷而导致的数据库宕机。
PG提供了autovacuum机制，通过周期性的运行ANALYZE来收集最近频繁更新的数据表统计信息，基于这些统计信息autovacuum进行调度清理dead rows。

### IO相关参数
autovacuum逐张表进行处理，从磁盘或者memory读取pages，如这些pages需清理dead rows则需要执行更新/写入pages操作，因此涉及到IO。为了让IO更为平滑而不影响正常的数据库操作，PG提供了相关的参数用于控制autovacuum的执行频繁程度，以免在数据库压力很大的情况下出现IO问题。

*autovacuum_vacuum_cost_limit* : total cost limit autovacuum could reach (combined by all autovacuum jobs).执行autovacuum的成本上限。
*autovacuum_vacuum_cost_delay* : autovacuum will sleep for these many milliseconds when a cleanup reaching autovacuum_vacuum_cost_limit cost is done.达到成本上限后，autovacuum需要休息多久，以毫秒为单位。
*vacuum_cost_page_hit* : Cost of reading a page that is already in shared buffers and doesn’t need a disk read.在缓存中命中pages时的成本。
*vacuum_cost_page_miss* : Cost of fetching a page that is not in shared buffers.没有在缓存中命中时的成本。
*vvacuum_cost_page_dirty* : Cost of writing to each page when dead tuples are found in it.如pages中存在dead rows时的处理成本。

上述参数的默认值为：
```
autovacuum_vacuum_cost_limit = -1 ### 如为-1，则默认为vacuum_cost_limit，即200
autovacuum_vacuum_cost_delay = 20ms
vacuum_cost_page_hit = 1
vacuum_cost_page_miss = 10
vacuum_cost_page_dirty = 20
```

### autovacuum的IO指标
根据上述参数，下面我们来推算下每秒autovacuum会产生的IO。
autovacuum_vacuum_cost_delay设定为20ms，那么每秒可以有50轮的autovacuum：50=1s/20ms。
*内存读*：假设全部在缓存中命中，意味着读取200个pages，200=autovacuum_vacuum_cost_limit/vacuum_cost_page_hit=200/1，可以推算出Read IO Rate=50\*200\*8K/s≈80MB/s；
*OS读*：假设全部没有命中，意味着要从OS（page cache或者disk）中读取20个pages，20=autovacuum_vacuum_cost_limit/vacuum_cost_page_miss=200/10，Read IO Rate=50\*20\*8K/s≈8MB/s；
*写*：假设读出来的page都有dead rows需要处理，那么需要写入10个pages，10=autovacuum_vacuum_cost_limit/vacuum_cost_page_dirty=200/20，Write IO Rate=50\*10\*8K/s≈5MB/s；

相对于现在的硬件设备，这样的吞吐显得过于“低调”，可通过提高autovacuum_vacuum_cost_limit来提升总体吞吐，比如把autovacuum_vacuum_cost_limit设置为2000，可以让上述吞吐量有10x的提升。

### 参考资料
[Monitoring PostgreSQL VACUUM processes](https://www.datadoghq.com/blog/postgresql-vacuum-monitoring/)
[Postgres Autovacuum is Not the Enemy](https://www.citusdata.com/blog/2016/11/04/autovacuum-not-the-enemy/)
[Tuning Autovacuum in PostgreSQL and Autovacuum Internals](https://www.percona.com/blog/2018/08/10/tuning-autovacuum-in-postgresql-and-autovacuum-internals/)

ITPub博客

PostgreSQL DBA(144) - pgAdmin（AUTOVACUUM：参数解析#2）

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