摘要：在數據庫中用於維護數據庫磁盤空間的工具是VACUUM，其重要的做用是刪除那些已經標示爲刪除的數據並釋放空間。
vacuum的功能
回收空間
數據庫老是不斷地在執行刪除，更新等操做。良好的空間管理很是重要，可以對性能帶來大幅提升。算法
執行delete操做後，表中的記錄只是被標示爲刪除狀態，並無釋放空間，在之後的update或insert操做中該部分的空間是不可以被重用的。數據庫
在數據庫中用於維護數據庫磁盤空間的工具是VACUUM，其重要的做用是刪除那些已經標示爲刪除的數據並釋放空間。通過vacuum清理後，空間才能獲得釋放。bootstrap
VACUUM回收已刪除元組佔據的存儲空間。在通常的數據庫操做裏，那些已經DELETE的元組或者被UPDATE事後過期的元組是沒有從它們所屬的表中物理刪除的；在完成VACUUM以前它們仍然存在。所以咱們有必須週期地運行VACUUM，特別是在常更新的表上。網絡
凍結tuple的xid
在每條記錄（tuple）的header中，存放xmin,xmax信息(增刪改事務ID)。transactionID的最大值爲2的32次，即無符整形來表示。當transactionID超過此最大值後，會循環使用。工具
這會帶來一個問題：就是最新事務的transactionID會小於老事務的transactionID。若是這種狀況發生後，就沒有辦法按transactionID來區分事務的前後，也沒有辦法實現MVCC了。性能
所以用vacuum後臺進程，按必定的週期和算法觸發vacuum動做，將過老的tuple的header中的事務ID進行凍結。凍結事務ID，即將事務ID設置爲「2」（「0」表示無效事務ID；「1」表示bootstrap，即初始化；「3」表示最小的事務ID）。被凍結的事務ID比任何事務都要老。這樣就不會出現上面的這種狀況了。fetch
更新visibility map
在數據庫中，有一個visibility map用來標記那些page中是沒有dead tuple的。這有兩個好處，一是當vacuum進行scan時，直接能夠跳過這些page。二是進行index-only scan時，能夠先檢查下visibility map。這樣減小fetch tuple時的可見性判斷，從而減小IO操做，提升性能。另外visibility map相對整個relation，仍是小不少，能夠cache到內存中。ui
vacuum full與vacuum的區別
1.vacuum只是將刪除狀態的空間釋放掉，轉換到可以從新使用的狀態，可是對於系統來講該數據塊的空閒空間並無反應到系統的元數據中，並不進行空間合併。spa
而vacuum full實質上是重建了整個表，以達到空間合併的效果。線程
2.vacuum執行過程當中對錶加4級鎖，不會影響表的增刪改查，而vacuum full對錶加8級鎖，執行過程當中表沒法訪問。
3.vacuum對列存表無效
vacuum full的執行流程
建臨時表
數據庫會新建一個臨時表，臨時表繼承老表全部屬性。
這個階段會對pg_class申請「RowExclusiveLock」鎖，由於須要插入記錄。
拷貝數據
將原來的數據copy到temp表中。
對臨時表，老表以及索引都以「AccessExclusiveLock」模式打開。
另外對於toast，只是lock，不打開。
在這個過程當中完成Dead Tuple的清理。
表交換
新表將老表替換掉。會對pg_class再次申請「RowExclusiveLock」鎖。
重建索引
是在交換以後完成的，重建索引時，會更新一些統計信息。對錶申請「ShareLock」鎖。
刪除臨時表
索引重建完成後，將帶有老物理文件的新臨時表進行刪除。
vacuum full執行慢的常見場景
1. 存在鎖爭搶
在cn上執行select * from pg_stat_activity where query like '%vacuum%';找到vacuum full的pid
查看該線程的等待狀態，若是等待狀態是acquire lock，說明存在鎖等待
select * from pg_thread_wait_status where tid = 139878309295872;
在pg_locks中查詢vacuum full在等哪一個鎖
select * from pg_locks where pid = 139878309295872 and granted = 'f';
查看持有該鎖的線程
select * from pg_locks where relation = 544793 and granted = 't';
查看該線程對應的語句
select query from pg_stat_activity where pid = 139877539612416;
根據語句判斷是否能夠殺掉該語句繼續作vacuum full，或者另外找時間窗作vacuum full
2. 存在IO/網絡問題致使事務沒法提交
執行一個簡單的create table語句，若是create table語句執行也很慢，說明存在IO/網絡問題，進一步排查IO和網絡
3. 系統表過大致使vacuum full慢
vacuum full任意一張表時，都會掃描pg_class、pg_partition、pg_proc三張系統表，當這三個系統表過大時，也會致使vacuum full較慢
能夠在排除IO/網絡問題（即create table語句不慢）後，對空表作vacuum full，觀察執行速度，若是空表作vacuum full也比較慢，則說明就是這三張系統表較大致使vacuum full任意表都慢
4. 排除以上場景以後，能夠查看錶定義中是否使用了PCK
當存在PCK時，表作vacuum full時會進行全排序，此時若是表較大或psort_work_mem設置較小，就會致使PCK排序時產生下盤，進行外排，效率急劇降低。
能夠經過調大psort_work_mem進行規避