Нагрузочное тестирование СУБД
Начало работ
Реальные экспериментальные данные выделены и добавлены мной.
Вопрос нейросети DeepSeek
Какое значение системного времени cpu (показатель sy , утилиты vmstat) является критичным для СУБД PostgreSQL при ресурсах CPU=2 и RAM=2GB при экспоненциальном росте нагрузки с 5 до 115 сессий pgbench ?
Ответ нейросети DeepSeek
Отличное продолжение анализа! Показатель системного времени (sy в vmstat) является критически важным индикатором для понимания того, куда уходят ресурсы CPU, особенно в условиях конкуренции.
Краткий ответ:
Для PostgreSQL на ресурсах 2 CPU/2GB RAM значение sy > 30% от общего времени CPU уже является тревожным сигналом, а устойчивое значение sy > 50% — критичным.
Это означает, что система тратит больше времени на обслуживание самой себя (переключения контекста, управление блокировками, обработку прерываний), чем на выполнение полезной работы ваших SQL-запросов.
В пике нагрузки, при 115 сессиях, sy может достигать 70-80% и даже больше, что свидетельствует о полной потере производительности.
Фаза 1: Низкая нагрузка (~5-15 сессий)
- sy: Низкий, обычно < 10%.
- us (user time): Высокий, > 85-90%.
- Что происходит: Процессы PostgreSQL большую часть времени выполняют полезную работу (вычисляют, обрабатывают данные в памяти). Обращения к ядру ОС минимальны и эффективны. Система сбалансирована.
Данные эксперимента - Низкая нагрузка (до 15 сессий)
------------------------------------
Фаза 2: Растущая нагрузка (15-30 сессий)
- sy: Начинает расти, достигая 15% - 30%.
- us: Снижается.
- Что происходит: Количество процессов превышает число ядер CPU. Планировщику ОС приходится активнее работать, чтобы переключаться между ними. Растет количество системных вызовов на управление памятью и блокировками. Это фаза, где рост sy напрямую коррелирует с ростом cs (переключений контекста) из вашего предыдущего вопроса. Система еще справляется, но КПД начинает падать.
Данные эксперимента - Растущая нагрузка (15-30 сессий)
------------------------------------
Фаза 3: Высокая нагрузка (~30-50 сессий) - Критическая точка
- sy: Пересекает критическую отметку в ~30-50%. Это красная зона.
- us: Падает, часто ниже sy.
- Что происходит:
- Латчи и блокировки: Процессы начинают активно бороться за буферные латчи (latches) внутри shared_buffers PostgreSQL. Каждая попытка захвата latch — это обращение к ядру, что увеличивает sy.
- Память: При 2 GB RAM операционная система вынуждена активно заниматься управлением памятью. Увеличивается количество "мягких" page faults (minor faults), которые обрабатывает ядро.
- Сетевой стек: Обработка 50+ сетевых соединений также ложится на плечи ядра.
- Вывод: Система тратит на накладные расходы столько же или даже больше ресурсов, чем на полезную нагрузку. Пропускная способность (TPS) перестает расти и начинает падать.
Данные эксперимента - Высокая нагрузка (30-50 сессий) - Критическая точка
------------------------------------
Фаза 4: Режим отказа (50-115 сессий) - Коллапс
- sy: Может взлетать до 70-80% и даже выше.
- us: Падает до 10-20%.
- wa (iowait): Также может расти из-за нехватки памяти и свапа.
- Что происходит: Система полностью перегружена. Основная работа ядра — это бесконечные переключения контекста (cs) между сотней процессов, пытающихся влезть на два ядра. Из-за нехватки RAM可能 начаться своппинг (swapping), что дополнительно нагружает ядро и диск. Время отклика измеряется секундами. База данных "не дышит".
Данные эксперимента - Режим отказа (50-115 сессий) - Коллапс
------------------------------------
Практические рекомендации для вашего теста
1.Наблюдайте за соотношением us/sy: Здоровой системе свойственно высокое us. Когда sy приближается к us или превосходит его — это яркий признак проблемы.
Данные эксперимента
------------------------------------
2.Связь с cs: Запустите vmstat 1 и наблюдайте, как вместе с ростом cs будет синхронно расти и sy. Они неразрывно связаны.
Данные эксперимента
------------------------------------
3.Определите точку деградации: Цель вашего теста — найти то количество соединений, при котором sy начинает устойчиво превышать 30%. Это и есть максимально разумный предел для вашего железа без использования пулера соединений. Для 2 CPU/2GB RAM это будет примерно 20-30 сессий.
Данные эксперимента
------------------------------------
Итог
Заключение нейросети DeepSeek о связи system time и производительности СУБД PostgreSQL - НЕ ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМИ ДАННЫМИ.