🌟 一、什么是 Checkpointing(檢查點機制)?
在 Apache Ignite 中:
- 數據是先保存在內存中(RAM),然后異步寫入磁盤。
- 當數據被修改時,它首先被更新在內存中的“頁”上(稱為 Dirty Page 臟頁)。
- 這些臟頁最終需要被持久化到磁盤文件中,以確保數據不會因節點宕機而丟失。
- 這個將臟頁從內存同步到磁盤的過程就叫做 Checkpointing(檢查點機制)。
📌 簡單來說:Checkpointing 是把內存中修改過的數據定期刷到磁盤上。
?? 二、為什么 Checkpointing 可能導致寫性能下降甚至歸零?
情況1:臟頁在寫入前又被修改了
- 如果一個臟頁在等待 checkpoint 寫入磁盤的過程中再次被修改:
- 它的舊狀態會被復制到一個叫 Checkpointing Buffer(檢查點緩沖區) 的特殊區域。
- 這樣做的目的是為了保證 WAL(Write-Ahead Logging)機制的一致性。
🔁 舉個例子:
假設你修改了一個頁 A,它變成臟頁;
在它還沒被 checkpoint 到磁盤前,你又改了一次;
那么第一次修改的內容必須被保留下來(放到 checkpoint buffer),以便將來恢復使用。
問題來了:
- 如果很多頁都在頻繁修改,checkpoint buffer 就會迅速被填滿。
- 一旦 buffer 溢出(overflow),Ignite 就會 暫停所有寫操作,直到當前 checkpoint 完成。
- 結果就是:寫入性能驟降為 0!
情況2:臟頁比例達到閾值
- 即使 checkpoint 正在運行,如果又有大量新的臟頁產生,達到了系統設定的閾值:
- Ignite 會 再次觸發一個新的 checkpoint
- 并且會 阻塞所有寫操作,直到第一個 checkpoint 完成。
📌 所以,如果磁盤慢或寫入壓力大,就會不斷出現這種情況,形成一種類似“鏈鋸”的行為(Checkpointing Chainsaw)——不停觸發 checkpoint、阻塞寫入、再觸發…
🧠 三、Pages Writes Throttling 是怎么解決這個問題的?
為了解決上面提到的寫入性能驟降問題,Ignite 提供了 Pages Writes Throttling(頁面寫入節流) 機制。
它的工作原理如下:
- 當 checkpoint buffer 快滿了 或者 dirty page 比例快速上升時:
- Ignite 主動 降低寫入速度,讓寫入的速度不超過磁盤可以處理的能力。
- 相當于給寫入操作加上了一個“限速器”,不讓它們太快地堆積在 checkpoint buffer 中。
類比理解:
想象你在高速公路上開車(寫入操作),前方施工(checkpoint 處理慢)。如果不減速,就會堵死(buffer overflow → 停止寫入)。
Throttling 就像是交通管制,告訴你:“別開太快,前面來不及處理。”
? 四、總結一下關鍵點:
概念 | 含義 |
---|---|
Dirty Page | 已在內存中修改但尚未寫入磁盤的數據頁 |
Checkpointing | 定期將內存中的臟頁寫入磁盤,用于持久化和恢復 |
Checkpointing Buffer | 存放臟頁的舊版本,用于 WAL 日志一致性 |
Checkpointing Chainsaw | 不斷觸發 checkpoint 導致寫入阻塞的現象 |
Pages Writes Throttling | 當寫入速度過快時,自動限制寫入速率,避免系統崩潰 |
💡 五、建議做法
如果你遇到寫入性能波動劇烈、甚至中斷的問題,可以嘗試:
- 啟用 Pages Writes Throttling(默認已啟用)
- 調整相關參數:
setCheckpointWriteOrder()
:控制是否順序寫setThrottlingEnabled(true)
:顯式啟用節流
- 優化磁盤性能:
- 使用更快的 SSD
- 避免磁盤 IO 成為瓶頸
- 合理設置 Checkpointing 時間間隔
- 監控臟頁數量和 checkpoint buffer 使用情況
如果你有具體的配置、日志內容或性能表現,我可以幫你進一步分析和調優。