与 TDengine 性能直接相关——3.0 的落盘机制优化及使用原则

许多用户会有一个疑问，“落盘”俩字听起来就很底层，似乎无法和手头的性能问题联系到一起，本篇文章的目的就是让大家对它们俩建立起直观的认识。

写到数据库的数据总要保存起来——所以时序数据库（Time Series Database） TDengine 中经常提到的“落盘”，其实指的是内存中的数据持久化到存储的过程。在 TDengine 中，对 vnode 的写入流程如下。（不了解 vnode 的用户，建议先移步 https://docs.taosdata.com/tdinternal/arch/）

根据图中所示：内存和硬盘发生持久化的操作有两部分，本文的“落盘”指的是右侧标红部分，即是时序数据持久化到 $DataDir/vnode/vnodeX/tsdb/ 下数据文件的过程。

一 . 触发逻辑变化：

熟悉 2.0 版本的朋友们都知道，触发落盘的机制有二：

1. 写满该 vnode 三分之一的缓冲池（建库时指定，2.0 为建库参数 cache * blocks 的值， 3.0 替换为建库参数 buffer）；

2. 数据库服务进程停止的时候；

在 3.0 版本，触发落盘的机制变为：

1. 写满该 vnode 三分之一的缓冲池之后，超过“落盘最小间隔”即可自动落盘。出于安全考虑，该参数没有提供可配置选项；

2. 数据库服务进程停止的时候；(3.0.4.0 版本数据库单副本情况下提供)

3. 提供手动落盘的命令，flush database dbname。

二.架构优化：

那么它具体都达成了哪些优化呢？

首先，在设计上 3.0 对落盘功能和过期数据检测做了解耦。

在 2.0 的时候，只有数据库在落盘之后，才会触发比对数据文件的时间范围清理过期的文件数据的机制，从而释放硬盘空间，详情可参考：https://mp.weixin.qq.com/s/uJEQwN0NnmSTBAMOecAtoA。

自 3.0 版本开始，数据库的过期文件清理依靠 trim database dbname 的命令来完成。到 3.0.3.0 版本，又增加了定时检测来自动执行 trim database。这让 3.0 的磁盘空间回收变得更加高效及时。

其次，提供手动落盘的命令。令落盘控制更加灵活。此外，由于时序数据的压缩是发生在落盘阶段的，因此对于我们统计数据的磁盘实际占用，计算压缩率都有很大的帮助。

三.配置优化：

1. 落盘时，内存中的行式存储的时序数据会被转为列式存储的数据块，然后执行压缩。因此，形成数据块的过程直接影响着后续的磁盘占用和查询效率，这也是 TDengine 性能优化最核心的部分之一，它是由数据库的一系列参数决定的，具体可参考文章（文章：关于 3.0 和 2.0 的数据文件差异以及性能优化思路）。

2. TDengine 执行落盘的任务是异步的，这样当写满 1 块缓冲池后，就可以无延迟地利用起来剩余的 2 块缓冲池。但是如果 buffer 设置太小，就会导致落盘仍未结束时，但是已经用光了所有三块缓冲池。这个时候数据库就只能进入等待阶段，写入查询都会受到影响，直到可用的缓冲池返回。

可以看出，在这个环节中，缓冲池的大小是十分重要的，这个值由建库时的 buffer 参数指定，建库后可修改（具体可参考：https://docs.taosdata.com/taos-sql/database/）。

3. 另外，如果是落盘线程这一侧到达瓶颈导致没有可用的缓冲池返回，则可以选择增加 numOfCommitThreads 参数值，这个参数代表每个节点上的落盘线程数量，默认等于二分之一的 cpu 核数。

具体优化方式需要结合自己的实际情况决定，如写入频率、表宽、性能需求等等。并没有一项固定参数的单独调试就可以调试到最优状态，大家可以结合历史多期文章自行调试，也可以直接联系企业版团队做定制化的优化方案。