リソース制御を使用してリソースの分離を実現する

注記:

この機能はTiDB サーバーレスクラスターでは使用できません。

クラスター管理者は、リソース制御機能を使用して、リソース グループの作成、リソース グループのクォータの設定、およびそれらのグループへのユーザーのバインドを行うことができます。

TiDB リソース制御機能は、TiDBレイヤーのフロー制御機能と TiKVレイヤーの優先スケジューリング機能の 2 層のリソース管理機能を提供します。 2 つの機能は個別に有効にすることも、同時に有効にすることもできます。詳細はリソース制御用パラメータを参照してください。これにより、TiDBレイヤーがリソース グループに設定されたクォータに基づいてユーザーの読み取りおよび書き込みリクエストのフローを制御できるようになり、TiKVレイヤーが読み取りおよび書き込みクォータにマップされた優先順位に基づいてリクエストをスケジュールできるようになります。これにより、アプリケーションのリソース分離を確保し、サービス品質 (QoS) 要件を満たすことができます。

  • TiDB フロー制御: TiDB フロー制御はトークンバケットアルゴリズムを使用します。バケット内に十分なトークンがなく、リソース グループがBURSTABLEオプションを指定していない場合、リソース グループへのリクエストは、トークン バケットにトークンがバックフィルされるまで待機して、再試行します。タイムアウトにより再試行が失敗する場合があります。

  • TiKV スケジューリング: 必要に応じて絶対優先度PRIORITYを設定できます。 PRIORITYの設定に従って、さまざまなリソースがスケジュールされます。高PRIORITYのタスクが最初にスケジュールされます。絶対優先度を設定しない場合、TiKV は各リソース グループの値RU_PER_SECを使用して、各リソース グループの読み取りおよび書き込みリクエストの優先度を決定します。優先順位に基づいて、storageレイヤーは優先キューを使用してリクエストをスケジュールし、処理します。

リソース制御のシナリオ

リソース制御機能の導入は、TiDB にとってマイルストーンです。分散データベース クラスターを複数の論理ユニットに分割できます。たとえ個々のユニットがリソースを過剰に使用しても、他のユニットが必要とするリソースがクラウドアウトされることはありません。

この機能を使用すると、次のことが可能になります。

  • 異なるシステムからの複数の中小規模のアプリケーションを単一の TiDB クラスターに結合します。アプリケーションのワークロードが大きくなっても、他のアプリケーションの通常の動作には影響しません。システムのワークロードが低い場合は、設定されたクォータを超えている場合でも、ビジー状態のアプリケーションに必要なシステム リソースを割り当てることができ、リソースを最大限に活用することができます。
  • すべてのテスト環境を単一の TiDB クラスターに結合するか、より多くのリソースを消費するバッチ タスクを単一のリソース グループにグループ化するかを選択します。重要なアプリケーションが常に必要なリソースを確実に取得できるようにしながら、ハードウェアの使用率を向上させ、運用コストを削減できます。
  • システム内にワークロードが混在している場合、異なるワークロードを別々のリソース グループに入れることができます。リソース制御機能を使用すると、トランザクション アプリケーションの応答時間がデータ分析やバッチ アプリケーションの影響を受けないようにすることができます。
  • クラスターで予期しない SQL パフォーマンスの問題が発生した場合は、SQL バインディングとリソース グループを使用して、SQL ステートメントのリソース消費を一時的に制限できます。

さらに、リソース制御機能を合理的に使用することで、クラスタ数を削減し、運用保守の困難を軽減し、管理コストを節約できます。

制限事項

現在、リソース制御機能には次の制限があります。

  • この機能は、フォアグラウンド クライアントによって開始された読み取りおよび書き込み要求のフロー制御とスケジューリングのみをサポートします。 DDL 操作やauto analyzeなどのバックグラウンド タスクのフロー制御とスケジュール設定はサポートされていません。
  • リソース制御により、追加のスケジューリング オーバーヘッドが発生します。したがって、この機能を有効にすると、パフォーマンスがわずかに低下する可能性があります。

リクエストユニット(RU)とは

リクエスト ユニット (RU) は、システム リソースに対する TiDB の統合抽象化ユニットであり、現在、CPU、IOPS、および IO 帯域幅のメトリクスが含まれています。これは、データベースへの 1 回のリクエストによって消費されるリソースの量を示すために使用されます。要求によって消費される RU の数は、操作の種類、クエリまたは変更されるデータの量などのさまざまな要因によって異なります。現在、RU には次の表のリソースの消費統計が含まれています。

リソースの種類RUの消費量
読む2 つのstorage読み取りバッチは 1 RU を消費します
8 つのstorage読み取りリクエストは 1 RU を消費します
64 KiB の読み取り要求ペイロードは 1 RU を消費します
書く1 つのstorage書き込みバッチはレプリカごとに 1 RU を消費します
1 つのstorage書き込みリクエストは 1 RU を消費します
1 KiB の書き込み要求ペイロードは 1 RU を消費します
SQL CPU 3 ミリ秒で 1 RU を消費

注記:

  • 各書き込み操作は、最終的にすべてのレプリカに複製されます (デフォルトでは、TiKV には 3 つのレプリカがあります)。各レプリケーション操作は、異なる書き込み操作とみなされます。
  • ユーザーによって実行されるクエリに加えて、自動統計収集などのバックグラウンド タスクによって RU が消費される場合があります。
  • 上の表には、ネットワークとstorageの消費量を除いて、TiDB セルフホスト クラスターの RU 計算に関係するリソースのみがリストされています。 TiDB サーバーレス RU については、 TiDB サーバーレスの料金詳細を参照してください。

SQL ステートメントの RU 消費量を見積もる

EXPLAIN ANALYZEステートメントを使用すると、SQL 実行中に消費された RU の量を取得できます。 RU の量はキャッシュの影響を受けることに注意してください (たとえば、 コプロセッサキャッシュ )。同じ SQL が複数回実行されると、各実行で消費される RU の量が異なる場合があります。 RU 値は各実行の正確な値を表すものではありませんが、推定の参考として使用できます。

リソース制御用パラメータ

リソース制御機能では、2 つの新しいグローバル変数が導入されています。

  • TiDB: tidb_enable_resource_controlシステム変数を使用して、リソース グループのフロー制御を有効にするかどうかを制御できます。
  • TiKV: resource-control.enabledパラメーターを使用して、リソース グループに基づいたリクエストのスケジューリングを使用するかどうかを制御できます。
  • TiKV: TiDB セルフホストの場合、 resource-control.enabledパラメーターを使用して、リソース グループ クォータに基づいてリクエストのスケジューリングを使用するかどうかを制御できます。 TiDB Cloudの場合、 resource-control.enabledパラメーターの値はデフォルトでtrueであり、動的変更はサポートされていません。

TiDB v7.0.0 以降、両方のパラメータがデフォルトで有効になります。これら 2 つのパラメータを組み合わせた結果を次の表に示します。

resource-control.enabledtidb_enable_resource_control = オンtidb_enable_resource_control = オフ
resource-control.enabled = 真フロー制御とスケジューリング (推奨)無効な組み合わせです
resource-control.enabled = 偽フロー制御のみ (非推奨)機能は無効になっています。

リソース制御メカニズムとパラメータの詳細については、 RFC: TiDB におけるグローバル リソース制御を参照してください。

リソース制御の使用方法

このセクションでは、リソース制御機能を使用してリソース グループを管理し、各リソース グループのリソース割り当てを制御する方法について説明します。

クラスター容量の見積もり

リソースを計画する前に、クラスターの全体的な容量を把握する必要があります。 TiDB は、クラスター容量を見積もるためのステートメントCALIBRATE RESOURCEを提供します。次のいずれかの方法を使用できます。

リソースマネージャーページ TiDB ダッシュボードで確認できます。詳細については、 CALIBRATE RESOURCEを参照してください。

TiDB セルフホストの場合、 CALIBRATE RESOURCEステートメントを使用してクラスター容量を見積もることができます。

TiDB Cloudの場合、 CALIBRATE RESOURCEステートメントは適用されません。

リソースグループの管理

リソース グループを作成、変更、または削除するには、 SUPERまたはRESOURCE_GROUP_ADMIN権限が必要です。

CREATE RESOURCE GROUPを使用してクラスターのリソース グループを作成できます。

既存のリソース グループの場合、 ALTER RESOURCE GROUPを使用して、リソース グループのRU_PER_SECオプション (1 秒あたりの RU バックフィルの速度) を変更できます。リソース グループへの変更はすぐに有効になります。

DROP RESOURCE GROUPを使用してリソース グループを削除できます。

リソースグループを作成する

以下にリソースグループの作成例を示します。

  1. リソース グループを作成しますrg1 。リソース制限は 1 秒あたり 500 RU であり、このリソース グループ内のアプリケーションがリソースを超過することが許可されます。

    CREATE RESOURCE GROUP IF NOT EXISTS rg1 RU_PER_SEC = 500 BURSTABLE;
  2. リソース グループを作成しますrg2 。 RU バックフィル レートは 600 RU/秒であり、このリソース グループ内のアプリケーションがリソースを超過することはありません。

    CREATE RESOURCE GROUP IF NOT EXISTS rg2 RU_PER_SEC = 600;
  3. 絶対優先度をHIGHに設定してリソース グループrg3を作成します。絶対優先度は現在LOW|MEDIUM|HIGHをサポートしています。デフォルト値はMEDIUMです。

    CREATE RESOURCE GROUP IF NOT EXISTS rg3 RU_PER_SEC = 100 PRIORITY = HIGH;

リソースグループをバインドする

TiDB は、次の 3 つのレベルのリソース グループ設定をサポートしています。

  • ユーザーレベル。 CREATE USERまたはALTER USERステートメントを使用して、ユーザーを特定のリソース グループにバインドします。ユーザーがリソース グループにバインドされると、ユーザーが作成したセッションは、対応するリソース グループに自動的にバインドされます。
  • セッションレベル。 SET RESOURCE GROUPを介して現在のセッションのリソース グループを設定します。
  • 発言レベル。 RESOURCE_GROUP()オプティマイザー ヒントを使用して、現在のステートメントのリソース グループを設定します。

ユーザーをリソース グループにバインドする

次の例では、ユーザーusr1を作成し、そのユーザーをリソース グループrg1にバインドします。 rg1は、 リソースグループの作成の例で作成されたリソース グループです。

CREATE USER 'usr1'@'%' IDENTIFIED BY '123' RESOURCE GROUP rg1;

次の例では、 ALTER USERを使用してユーザーusr2リソース グループrg2にバインドします。 rg2は、 リソースグループの作成の例で作成されたリソース グループです。

ALTER USER usr2 RESOURCE GROUP rg2;

ユーザーをバインドすると、新しく作成されたセッションのリソース消費は、指定されたクォータ (リクエスト ユニット、RU) によって制御されます。システムのワークロードが比較的高く、空き容量がない場合は、リソース消費率usr2クォータを超えないように厳密に制御されます。 BURSTABLEが構成されている場合、 usr1rg1によってバインドされているため、 usr1の消費率がクォータを超えることが許可されます。

リクエストが多すぎてリソース グループのリソースが不足する場合、クライアントのリクエストは待機します。待機時間が長すぎる場合、リクエストはエラーを報告します。

注記:

  • CREATE USERまたはALTER USERを使用してユーザーをリソース グループにバインドすると、その効果はユーザーの既存のセッションではなく、ユーザーの新しいセッションに対してのみ有効になります。
  • TiDB は、クラスターの初期化中にdefaultリソース グループを自動的に作成します。このリソース グループのデフォルト値RU_PER_SECUNLIMITED ( INTタイプの最大値、つまり2147483647に相当) で、 BURSTABLEモードです。リソース グループにバインドされていないステートメントは、自動的にこのリソース グループにバインドされます。このリソース グループは削除をサポートしていませんが、RU の構成は変更できます。

リソース グループからユーザーのバインドを解除するには、次のようにユーザーをdefaultグループに再度バインドするだけです。

ALTER USER 'usr3'@'%' RESOURCE GROUP `default`;

詳細については、 ALTER USER ... RESOURCE GROUPを参照してください。

現在のセッションをリソース グループにバインドする

セッションをリソース グループにバインドすることにより、対応するセッションのリソース使用量は、指定された使用量 (RU) によって制限されます。

次の例では、現在のセッションをリソース グループrg1にバインドします。

SET RESOURCE GROUP rg1;

現在のステートメントをリソース グループにバインドします。

SQL ステートメントにRESOURCE_GROUP(resource_group_name)ヒントを追加すると、ステートメントがバインドされるリソース グループを指定できます。このヒントは、 SELECTINSERTUPDATE 、およびDELETEステートメントをサポートします。

次の例では、現在のステートメントをリソース グループrg1にバインドします。

SELECT /*+ RESOURCE_GROUP(rg1) */ * FROM t limit 10;

リソース制御を無効にする

  1. リソース制御機能を無効にするには、次のステートメントを実行します。

    SET GLOBAL tidb_enable_resource_control = 'OFF';
  2. リソース グループの RU に基づくスケジューリングを無効にするには、TiKV パラメーターをresource-control.enabledfalseに設定します。

  1. リソース制御機能を無効にするには、次のステートメントを実行します。

    SET GLOBAL tidb_enable_resource_control = 'OFF';
  2. TiDB セルフホストの場合、 resource-control.enabledパラメーターを使用して、リソース グループ クォータに基づいてリクエストのスケジューリングを使用するかどうかを制御できます。 TiDB Cloudの場合、 resource-control.enabledパラメーターの値はデフォルトでtrueであり、動的変更はサポートされていません。 TiDB 専用クラスターでこれを無効にする必要がある場合は、 TiDB Cloudのサポートにお問い合わせください。

モニタリング指標とグラフ

TiDB はリソース制御に関する実行時情報を定期的に収集し、Grafana の[TiDB] > [リソース制御]ダッシュボードにメトリクスの視覚的なグラフを提供します。メトリクスについては、 TiDB の重要なモニタリング指標「リソース制御」セクションで詳しく説明されています。

TiKV は、さまざまなリソース グループからのリクエスト QPS も記録します。詳細については、 TiKV モニタリング メトリクスの詳細を参照してください。

TiDB ダッシュボードの現在のRESOURCE_GROUPSのテーブルでリソース グループのデータを表示できます。詳細については、 リソースマネージャーページを参照してください。

注記:

このセクションは、TiDB セルフホスト型にのみ適用されます。現在、 TiDB Cloud はリソース制御メトリクスを提供していません。

TiDB はリソース制御に関するランタイム情報を定期的に収集し、Grafana の[TiDB] > [リソース制御]ダッシュボードにメトリクスの視覚的なグラフを提供します。

TiKV は、Grafana のTiKVダッシュボードにさまざまなリソース グループからのリクエスト QPS も記録します。

ツールの互換性

リソース制御機能は、データのインポート、エクスポート、その他のレプリケーション ツールの通常の使用には影響しません。 BR、 TiDB Lightning、および TiCDC は現在、リソース制御に関連する DDL 操作の処理をサポートしていません。また、それらのリソース消費はリソース制御によって制限されません。

FAQ

  1. リソース グループを使用したくない場合は、リソース制御を無効にする必要がありますか?

    いいえ。リソース グループを指定しないユーザーは、無制限のリソースを持つdefaultリソース グループにバインドされます。すべてのユーザーがdefaultリソースグループに所属している場合、リソースの割り当て方法はリソース制御が無効な場合と同じになります。

  2. データベース ユーザーを複数のリソース グループにバインドできますか?

    いいえ。データベース ユーザーは 1 つのリソース グループにのみバインドできます。ただし、セッションの実行中は、 SET RESOURCE GROUPを使用して、現在のセッションで使用されるリソース グループを設定できます。オプティマイザ ヒントRESOURCE_GROUP()使用して、実行中のステートメントのリソース グループを設定することもできます。

  3. すべてのリソース グループのリソース割り当ての合計 ( RU_PER_SEC ) がシステム容量を超えるとどうなりますか?

    TiDB は、リソース グループの作成時に容量を検証しません。システムに十分な使用可能なリソースがある限り、TiDB は各リソース グループのリソース要件を満たすことができます。システム リソースが制限を超えると、TiDB は優先度の高いリソース グループからの要求を満たすことを優先します。同じ優先度のリクエストをすべて満たすことができない場合、TiDB はリソース割り当て ( RU_PER_SEC ) に従って比例的にリソースを割り当てます。

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