PostgreSQL14新特性：海量连接性能基本不下降

前言

中启乘数科技是一家专业的PostgreSQL和Greenplum数据库服务提供商，专注于数据库极致的性能，当前PostgreSQL 14beta1已经发布，其中一个激动人心的特性就是当数据库有海量连接时，其它连接的性能基本不下降。下面我们通过实际的测试来说明。

测试环境和方法

本着不详细介绍测试方法和测试环境的测试都是耍流氓的精神，我们把测试环境和方法详细介绍如下：

我们准备在一台物理机器上准备两套环境，一套是PostgreSQL 13.3，另一套是PostgreSQL 14beta1。
物理机器的硬件为2路服务器，CPU为：Intel(R) Xeon(R) Silver 4210R CPU @ 2.40GHz，内存为256GB。

我们使用 initdb 命令初始化数据库，然后修改最大连接数：

其它参数都不修改，默认shared_buffer为128MB。

然后用pgbench造2千万行数据：

PostgreSQL 14与PostgreSQL 13在造数据上花的时间差不多，稍微快一点：

PostgreSQL 14:

PostgreSQL 13:

测试方法的思路是我们给数据库建9000个执行pg_sleep(2000)的空闲连接，然后再用pgbench做只读压力测试。

建9000个pg_sleep(2000)连接的方法为：

我们建一个sleep.sql的文件，内容如下：

然后执行下面的命令：

而我们压力测试的命令为：

实际测试

1.开启9000个空闲连接的测试

测试PostgreSQL 13.3

先开9000个执行pg_sleep()的连接：

然后压力测试：

测试PostgreSQL 14beta1

先开9000个执行pg_sleep()的连接：

然后压力测试：

可以看到在PostgreSQL 13中只能到达27万，而在PostgreSQL 14中就可以达到51万了，有近翻倍的性能提升。

2.极端测试: 20000万个空闲连接

PostgreSQL 13.3

PostgreSQL 14beta1

3.进一步的测试

我们不建空闲连接，直接不断的改变连接数，看看解结果是怎样的：

压测时只改变上面的 -c 的连接数。测试的过程这里就不写出来，直接给出结果：

结论

PostgtreSQL 14可以支持大量的空闲连接，这些空闲连接对执行的SQL的性能影响很小，但在PostgreSQL 13，会有很大的影响。所以从PostgreSQL 14之后，数据库可以支持上万个空闲连接，以前为了支持很多连接需要上连接池，现在可以不用了。

原理简介

PostgreSQL 14主要是优化了 GetSnapshotData() 的性能，原先是随连接数增加，这个函数的性能是线性下降，从PostgreSQL 14之后就不是了。这个优化总共提交了7个PATCH，如果想进一步了解的同学可以见：

1. snapshot scalability: Don’t compute global horizons while building snapshots.

2. snapshot scalability: Move PGXACT->xmin back to PGPROC.

3. snapshot scalability: Move PGXACT->vacuumFlags to ProcGlobal->vacuumFlags.

4. snapshot scalability: Move subxact info to ProcGlobal, remove PGXACT.

5. snapshot scalability: Introduce dense array of in-progress xids.

6. snapshot scalability: cache snapshots using a xact completion counter.

7. Fix race condition in snapshot caching when 2PC is used.

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