VMware, Inc. Greenplum 分布式数 据库内核揭秘 Greenplum内核开发工程师 2022-03-16 李正龙 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Agenda 2 - Greenplum 分布式数据库简介 - Greenplum 集群化概述 - 分布式数据存储与多态存储 - 分布式查询优化器与执行器 - Greenplum 中文社区 中文社区 3 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Greenplum 分布式数据库简介 Features Confidential │ ©2021 VMware, Inc. 4 Greenplum 是基于 PostgreSQL 所实现的大规模并行处理(MPP)开源数据平台，具有良好的弹性 和线性拓展能力，内置并行存储、并行通信、并行计算和并行优化功能，兼容 SQL 标准。拥有独 特的高效的 ORCA 优化器，具有强大、高效的 PB 级数据存储、处理和实时分析能力，同时支持 OLTP 型业务的混合负载。 Greenplum 分布式数据库简介 5 Confidential │ ©2021 VMware, Inc. Greenplum 集群化概述 Coordinator/Segment, Primary/Mirror Confidential │

Greenplum中文社区 https://cn.greenplum.org 博文 资料 文档 项目 全新的问答论坛 分布式事务和 两阶段提交协议 6 ● 事务实现原理和Write Ahead Logging（WAL） ● 分布式事务和两阶段提交的原理 ● Greenplum两阶段提交协议的实现 ● Greenplum两阶段提交协议的优化 Outline 7 事务的属性：ACID 事务的属性：ACID 属性 含义 数据库系统的实现 Atomic 原子性 事务中的操作要么全部正确执行，要么完全不 执行。 Write Ahead Logging，分布式事务：两阶段提交协议 Consistency 一致性 数据库系统必须保证事务的执行使得数据库 从一个一致性状态转移到另一个一致性状态。 （满足完整性约束） 实现对A、I、D三个属性的支持 Isolation 隔离性 多个事务并发地执行，对每个事务来说，它并 事务的实现原理和Write Ahead Log（WAL） ● 分布式事务和两阶段提交的原理 ● Greenplum两阶段提交协议的实现 ● Greenplum两阶段提交协议的优化 Outline 22 分布式事务 ● 分布式事务，分布式环境下的事务， 是一个典型的嵌套式事务，一个事务 由多个工作节点的子事务组成。 ● 必须保证参与分布式事务的各个场地 （节点）的事务，要么全部提交，要么 全部rollback，不能出现部分提交的情

.................................................................................... - 19 - 第二章：分布式数据库概念 .............................................................................................. ...................... - 276 - 确认 XFS 挂载参数................................................................................................. - 277 - 确认 IO 参数和 Huge Page 设置 ........................... 之前版本故障切换的恢复过程 .......................................................................... - 312 - FTS 相关参数 ..................................................................................................

Greenplum 6: 混合负载的理想数据平台 高小明 全球领先的开源MPP大数据平台 可扩展性 ACID事务 VS 分布式 简单易用 VS 结构化 半结构非结构化 VS 事务型 分析型 VS MPP - massively parallel processing - 大规模并行处理 master standby primary Elimination 03 动态分区裁剪 公共表达式的下推 高效处理相关子查询 超过8年的投资，多位博士的长期贡献 基于Cascades / Volcano框架, Goetz Graefe 优化分布式大数据系统中特别复杂的查询 18 Madlib: 迭代并行模型训练 Master model = init(…) WHILE model not converged model = processing - 联机事务处理 出色的OLTP特性 天生的优势 ● 行式存储 ● 索引 ● 直接分发 ● 完整的增删改 Greenplum 6 增强 ● 并发修改、删除 ● 系统性的优化事务和锁 26 Pivotal Confidential–Internal Use Only 行式存储 表‘SALES’ 表‘SALES’ ■ 更适合OLTP负载 ■ 高效更改和删除

76 76 79 81 82 90 92 101 102 103 104 106 128 访问 访问UDW数据仓库 数据仓库 1 客⼾端⼯具访问UDW 2 图形界⾯的⽅式访问UDW 数据导⼊ 数据导⼊ insert加载数据 copy加载数据 外部表并⾏加载数据 从hdfs加载数据 从mysql中导⼊数据 从oracle中导⼊数据 从ufile加载数据 Copyright © 2012-2021 UCloud 优刻得 7/206 1. Client：访问 UDW 的客⼾端 ⽀持通过 JDBC、ODBC、PHP、Python、命令⾏ Sql 等⽅式访问 UDW 2. Master Node：访问 UDW 数据仓库的⼊⼝ 接收客⼾端的连接请求 负责权限认证 处理 SQL 命令 调度分发执⾏计划 汇总 Segment 的执⾏结果并将结果返回给客⼾端 击“创建数据仓库”。 快速上⼿ Greenplum数据仓库 UDW Copyright © 2012-2021 UCloud 优刻得 10/206 2.选择计算节点机型、计算节点数量以及付费⽅式。 其中可选的机型配置有： 机型 机型 名称 名称 配置 配置 存储密集型 ds1.large 4核 24G 2000G(SATA) 存储密集型 ds1.6xlarge 24核 144G 12000G(SATA)

SMP（对称多处理）架构难于扩展，并且在 CPU 计算和 IO 吞吐上不 能满足海量数据的计算需求。 分布式存储和分布式计算理论刚刚被提出来，Google 的两篇著名论文 发表后引起业界的关注，一篇是关于 GFS 分布式文件系统，另外一篇 是关于 MapReduce 并行计算框架的理论，分布式计算模式在互联网 行业特别是收索引擎和分词检索等方面获得了巨大成功。 Big Date2.indd 1 1 16-11-22 下午3:38 2 由此，业界认识到对于海量数据需要一种新的计算模式来支持，这种 模式就是可以支持 Scale-out 横向扩展的分布式并行数据计算技术。 当时，开放的X86服务器技术已经能很好的支持商用，借助高速网络（当 时是千兆以太网）组建的 X86 集群在整体上提供的计算能力已大幅高 于传统 SMP 主机，并且成本很低，横向的扩展性还可带来系统良好 的成长性。 MapReduce 计算框架还是 MPP（海量并行处理）计算框架，最终还 是需要软件来实现，Greenplum 正是在这一背景下产生的，借助于分 布式计算思想，Greenplum 实现了基于数据库的分布式数据存储和并 行计算（GoogleMapReduce 实现的是基于文件的分布式数据存储和 计算，我们会在后面比较这两种方法的优劣性）。 话说当年 Greenplum（当时还是一个 Startup 公司，创始人家门口有

Greenplum运维常见问题  Greenplum运维常用命令  Greenplum日常检查和故障处理  Greenplum项目经验分享 内核参数  通常情况下，内核参数按照GPDB安装手册配置，如需要增加连接数支持，以下参数需要增大  kernel.shmmax = 1000000000  kernel.sem = 250 512000 100 2048  Redhat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled 一般不建议直接修改/boot/grub/grub.conf文件或者/boot/grub/menu.lst 常用数据库参数 参数名 Master节点值 Segment节点值 checkpoint_segments 32 32 max_connections 500 2500 max_prepared_transactions GPDB采用MVCC机制，UPDATE 或 DELETE并非物理删除，而只是对无效记 录做标记； • Update/delete操作后，数据库不会自动释放这些空间，这些垃圾空间的回收方 式： 1）Vacuum 2）Vacuum full 3）REORGANIZE • 不进行垃圾空间回收的影响 o 垃圾空间浪费存储空间 o 垃圾空间影响查询性能 注：delete

接从数据库传数 Ø 以重点业务线、活动数据、非OLTP业务数据的任务计算为主 • 公司IDC_03机房Greenplum体系 Ø 数据来源来源为OTLP库库，针对大数据量传输和计算，采用T+1方式 Ø 以核心业务的数据计算、统计为主 18 Greenplum现状说明 数据架构示意图 19 Greenplum现状说明 三大Greenplum集群关系 • 数据来源不同 • 数据处理不同 Greenplum扩展规划 六 22 Greenplum运维体系 环境创建与部署 • 部署流程 Ø 规划部署方案 Ø 准备硬件资源 Ø 修改系统参数 Ø 安装 Greenplum 软件 / postgresql软件 Ø 初始化实例 Ø 修改实例参数文件 Ø 初始化业务所需库表环境、用户环境 Ø 加载数据 Ø 业务程序访问 23 Greenplum运维体系 环境创建与部署 • 部署注意点 部署注意点 Ø 资源要充足（ETL，管理节点，数据节点，数据集市） Ø 万兆网络 （网络环境对功能和性能的影响） Ø 节点规划 （数据节点6-10个segment节点） Ø 参数调整 （操作系统参数，greenplum集群参数） 24 Greenplum运维体系 系统状态监控 - gpcc -公司IDC_01机房 25 Greenplum运维体系 系统状态监控 - gpcc -公司IDC_02

不仅可以作为全能的分析化平台，也能满足交易型业 务场景，能够处理多种并发混合工作负载，专为满足在多结构数据环境中进行实时分析的需求而设计。 欧拉开源操作系统是一款面向数字基础设施的操作系统，支持服务器、云计算、边缘计算、嵌入式等应用场景，支持多 样性计算，致力于提供安全、稳定、易用的操作系统。 Greenplum 与欧拉开源社区强强联手，不仅是双方业务用户所期盼的，同时也是 Greenplum 社区与对中国本地开源社 5 白皮书 | 5 欧拉开源操作系统 欧拉开源操作系统（openEuler, 简称“欧拉”）从服务器操作系统正式升级为面向数字基础设施的操作系统，支持服务 器、云计算、边缘计算、嵌入式等应用场景，支持多样性计算，致力于提供安全、稳定、易用的操作系统。通过为应用 提供确定性保障能力，支持 OT 领域应用及 OT 与 ICT 的融合。 欧拉开源社区通过开放的社区形式与全球的 openEuler 社区面向场景化的 SIG 不断组建，推动 openEuler 应用边界从最初的服务器场景，逐步拓展到云计算、边 缘计算、嵌入式等更多场景。openEuler 正成为覆盖全场景的操作系统，将发布面向边缘计算的版本 openEuler 21.09 Edge、面向嵌入式的版本 openEuler 21.09 Embedded。 openEuler 希望与广大生态伙伴、用户、开发者一起，

host all all 10.10.56.17/32 md5 host 参数表示安装PostgreSQL的主机 all 第一个all 表示该主机上的所有数据库实例 all 第二个all 表示所有用户 10.10.56.17/32 表示需要连接到主机的IP地址，32表示IPV4 共有三种：local、host、hostssl、hostnossl local使用本地unix套接字 host使用TCP/IP连接（包括SSL和非SSL） “IPv4地址”使用IPv4方式 hostssl只能使用SSL TCP/IP连接 hostnossl不能使用SSL TCP/IP连接 数据库（database） 声明允许访问的数据库，多个数据库，库名 间以逗号分隔。 微信号：laohouzi999 1）增加物理内存或调整SWAP交换空间； 2）调整work_mem、max_connections参数； 2018年PostgreSQL中国技术大会 微信号：laohouzi999 3）使用更严格的内存提交策略overcommit_memory： 内核参数overcommit_memory ，指定内存分配策略 可选值：0、1、2。 0， 表示内核将检查是否有足够的可用内存供应用进程使用；