날짜 범위 파티셔닝

설명

GitLab 마이그레이션 도우미에서 가장 잘 지원하는 스키마는 날짜 범위 파티셔닝입니다. 여기서 테이블의 각 파티션은 단일 월의 데이터를 포함합니다. 이 경우 파티셔닝 키는 타임스탬프 또는 날짜 열이어야 합니다. 이 유형의 파티셔닝이 잘 작동하려면 대부분의 쿼리가 특정 날짜 범위의 데이터에 액세스해야 합니다.

구체적인 예로 audit_events 테이블을 고려해 보겠습니다. 이 테이블은 애플리케이션 데이터베이스에서 첫 번째로 파티셔닝된 테이블이었습니다. 이 테이블은 애플리케이션에서 발생하는 보안 이벤트의 감사 항목을 기록합니다. 대부분의 경우 사용자는 특정 시간 프레임에서 발생하는 감사 활동을 보고 싶어합니다. 그 결과로 날짜 범위 파티셔닝이 데이터에 액세스되는 방식과 자연스럽게 맞았습니다.

더 자세히 살펴보기 위해 간소화된 audit_events 스키마를 상상해 보겠습니다:

CREATE TABLE audit_events (
  id SERIAL NOT NULL PRIMARY KEY,
  author_id INT NOT NULL,
  details jsonb NOT NULL,
  created_at timestamptz NOT NULL);

이제 UI의 일반적인 쿼리가 특정 날짜 범위, 예를 들어 단일 주차의 데이터를 표시할 것으로 상상해 보겠습니다:

SELECT *
FROM audit_events
WHERE created_at >= '2020-01-01 00:00:00'
  AND created_at < '2020-01-08 00:00:00'
ORDER BY created_at DESC
LIMIT 100

테이블이 created_at 열로 파티셔닝되어 있다면 기본 테이블은 다음과 같을 것입니다:

CREATE TABLE audit_events (
  id SERIAL NOT NULL,
  author_id INT NOT NULL,
  details jsonb NOT NULL,
  created_at timestamptz NOT NULL,
  PRIMARY KEY (id, created_at))
PARTITION BY RANGE(created_at);

참고: 파티셔닝된 테이블의 기본 키는 반드시 기본 키 정의에 파티션 키를 포함해야 합니다.

또한 테이블에 대한 파티션 목록이 있을 수 있습니다:

audit_events_202001 FOR VALUES FROM ('2020-01-01') TO ('2020-02-01')
audit_events_202002 FOR VALUES FROM ('2020-02-01') TO ('2020-03-01')
audit_events_202003 FOR VALUES FROM ('2020-03-01') TO ('2020-04-01')

각 파티션은 독립된 물리적인 테이블이며, 기본 audit_events 테이블과 같은 구조를 가지지만 파티션 키가 지정된 범위 내에 있는 행 데이터만 포함합니다. 예를 들어 audit_events_202001 파티션에는 created_at 열이 2020-01-01 이상이고 2020-02-01 미만인 행이 포함됩니다.

이제 이전의 예시 쿼리를 다시 살펴보면 데이터베이스는 WHERE를 사용하여 모든 일치 행이 audit_events_202001 파티션에 있다는 것을 인식할 수 있습니다. 모든 파티션의 모든 데이터를 검색하는 대신 적절한 파티션의 한 달치 데이터만 검색할 수 있습니다. 큰 테이블의 경우 데이터베이스가 액세스해야 하는 데이터 양을 현저하게 줄일 수 있습니다. 그러나 파티셔닝 키를 기반으로 필터링하지 않는 쿼리가 있다고 상상해 보겠습니다. 예를 들어:

SELECT *
FROM audit_events
WHERE author_id = 123
ORDER BY created_at DESC
LIMIT 100

이 예시에서는 데이터베이스가 검색을 위해 어떤 파티션이든 오도록 파티션을 제거할 수 없습니다. 따라서 각 파티션을 개별적으로 쿼리하고 행을 단일 결과 집합으로 집계해야 합니다. author_id가 색인화되었을 것이므로 성능 영향은 수용할만할 것입니다. 그러나 더 복잡한 쿼리의 경우 오버헤드가 상당할 수 있습니다. 파티셔닝은 데이터의 액세스 패턴이 파티셔닝 전략을 지원하는 경우에만 사용해야 하며 그렇지 않으면 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

예시

단계 1: 파티셔닝된 복사본 생성 (릴리스 N)

첫 번째 단계는 원본 테이블의 파티셔닝된 복사본을 생성하는 마이그레이션을 추가하는 것입니다. 이 마이그레이션은 원본 테이블의 데이터를 기준으로 적절한 파티션을 만들고 원본 테이블에서 파티셔닝된 복사본으로의 쓰기를 동기화하는 트리거를 설치합니다.

audit_events 테이블의 created_at 열을 기준으로 파티셔닝하는 예시 마이그레이션은 다음과 같습니다:

class PartitionAuditEvents < Gitlab::Database::Migration[2.1]
  include Gitlab::Database::PartitioningMigrationHelpers

  def up
    partition_table_by_date :audit_events, :created_at
  end

  def down
    drop_partitioned_table_for :audit_events
  end
end

이 마이그레이션이 실행된 후에는 원본 테이블에 대한 모든 삽입, 업데이트 또는 삭제가 새 테이블에도 복제됩니다. 업데이트 및 삭제의 경우 해당 행이 파티셔닝된 테이블에 있는 경우에만 영향을 미칩니다.

단계 2: 파티셔닝된 복사본 채우기 (릴리스 N)

두 번째 단계는 배포 후 마이그레이션을 추가하여 기존 테이블의 데이터를 파티셔닝된 복사본으로 백필하는 배경 작업을 예약하는 것입니다.

이전의 예시를 계속해서, 마이그레이션은 다음과 같을 것입니다:

class BackfillPartitionAuditEvents < Gitlab::Database::Migration[2.1]
  include Gitlab::Database::PartitioningMigrationHelpers

  disable_ddl_transaction!

  restrict_gitlab_migration gitlab_schema: :gitlab_main

  def up
    enqueue_partitioning_data_migration :audit_events
  end

  def down
    cleanup_partitioning_data_migration :audit_events
  end
end

이 단계는 내부적으로 BATCH_SIZE 및 SUB_BATCH_SIZE를 50,000 및 2,500으로 사용하여 일괄 배경 마이그레이션을 예약합니다. 자세한 내용은 일괄 배경 마이그레이션 가이드를 참조하십시오.

단계 3: 백필 후 정리 (릴리스 N+1)

이 단계는 단계 2를 포함한 릴리스 이후에 최소한 한 번의 릴리스에서 수행되어야 합니다. 이로써 자체 관리 설치에서 배경 마이그레이션이 올바르게 실행되기에 충분한 시간을 확보합니다. 이 단계에서는 배포 후 마이그레이션을 추가하여 배경 마이그레이션 이후에 청소하는 작업을 수행합니다. 이는 남아 있는 작업을 강제로 실행하고 삭제되거나 실패한 작업으로 인해 누락된 데이터를 복사하는 것을 포함합니다.

경고: 단계 2와 3 사이에 필수적인 중지가 있어야 합니다. 이로써 단계 2의 배경 마이그레이션이 성공적으로 완료될 수 있습니다.

다시 한번, 이 예시를 계속해서, 마이그레이션은 다음과 같을 것입니다:

class CleanupPartitionedAuditEventsBackfill < Gitlab::Database::Migration[2.1]
  include Gitlab::Database::PartitioningMigrationHelpers

  disable_ddl_transaction!

  restrict_gitlab_migration gitlab_schema: :gitlab_main

  def up
    finalize_backfilling_partitioned_table :audit_events
  end

  def down
    # no op
  end
end

이 마이그레이션이 완료된 후에는 원본 테이블과 파티셔닝된 테이블이 동일한 데이터를 포함해야 합니다. 원본 테이블에 설치된 트리거는 앞으로 계속하여 데이터가 동기화되도록 보장합니다.

단계 4: 파티션된 테이블과 파티션되지 않은 테이블 교체 (릴리스 N+1)

이 단계는 파티션이 지정된 복사본으로 파티션이 되지 않은 테이블을 대체하며, 이 작업은 다른 모든 마이그레이션 단계가 성공적으로 완료된 후에만 사용해야 합니다.

파티션 교체 작업을 수행하기 전이나 중에 주의해야 할 몇 가지 제한 사항이 있습니다:

보조 인덱스 및 외래 키는 파티션된 테이블에 자동으로 다시 생성되지 않습니다.
(UNIQUE 및 EXCLUDE) 인덱스에 의존하는 일부 유형의 제한 사항은 파티션된 테이블에 자동으로 다시 생성되지 않습니다. 해당 기본 인덱스가 존재하지 않기 때문입니다.
기존의 파티션이 되지 않은 테이블을 참조하는 외래 키는 파티션이 되어 있는 테이블을 참조하도록 업데이트해야 합니다. 이는 PostgreSQL 11에서 지원되지 않습니다.
기존 테이블을 참조하는 뷰도 자동으로 파티션된 테이블을 참조하도록 업데이트되지 않습니다.

# frozen_string_literal: true

class SwapPartitionedAuditEvents < ActiveRecord::Migration[6.0]
  include Gitlab::Database::PartitioningMigrationHelpers

  def up
    replace_with_partitioned_table :audit_events
  end

  def down
    rollback_replace_with_partitioned_table :audit_events
  end
end

이 마이그레이션이 완료되면:

파티션이 지정된 테이블이 파티션이 되지 않은 (원래) 테이블을 대체합니다.
이전에 생성된 동기화 트리거가 삭제됩니다.

파티션이 지정된 테이블은 이제 응용 프로그램에서 사용할 준비가 되었습니다.

날짜 범위 파티셔닝

설명

예시

단계 1: 파티셔닝된 복사본 생성 (릴리스 N)

단계 2: 파티셔닝된 복사본 채우기 (릴리스 N)

단계 3: 백필 후 정리 (릴리스 N+1)

단계 4: 파티션된 테이블과 파티션되지 않은 테이블 교체 (릴리스 N+1)

도움말

기능 사용 가능성과 제품 평가판

도움받기