GPDB-内核特性-资源组内存管理机制-2

GPDB-内核特性-资源组内存管理机制-2本次介绍资源组内存管理的实现。

1、资源组控制器的创建

资源组控制器由函数ResGroupControlInit创建：主要关注点：资源管理控制器pResGroupControl在共享内存中，hash表和slot池也在共享内存；资源组最多可以建100个，slot池大小为max_connections。

2、资源组控制器初始化

资源组控制器创建后，需要对其进行初始化，比如计算segment总内存等。该功能由InitResGroups完成。堆栈如：InitProcess->InitResManager->InitResGroups。

主要完成计算totalChunks、freeChunks、safeChunksThreshold100和完成CPU相关设置并将已有资源组加载到共享内存。计算方法前章节已有介绍。

3、创建资源组

资源组创建语句为：CREATE RESOURCE GROUP rgroup1 WITH (CPU_RATE_LIMIT=20, MEMORY_LIMIT=25, MEMORY_SHARED_QUOTA=60,MEMORY_SPILL_RATIO=20);由函数CreateResourceGroup完成创建。资源组的创建流程：

重点关注下如何将资源组加入共享内存中的AllocResGroupEntry函数：1)计算group->memExpected：资源组定义改组的总内存；2)从pResGroupControl->freeChunks链表中分配内存，有可能比group->memExpected小；3)将实际分配的内存chunk分配给slots和共享区，优先slots。slots的总配额为group->memQuotaGranted，共享区总配额为group->memSharedGranted

4、资源组SQL的分发与接收

Master需要将资源组创建SQL的执行计划发送给segment以供在segment上创建资源组。分发函数为CdbDispatchUtilityStatement。Segment由exec_mpp_query接收到该SQL执行计划后进行反序列化解析并执行。

5、资源组信息的分发与接收

开启一个事务时，会将其分配到资源组中。由此可以控制资源组内并发数。这个动作在master上控制。    StartTransaction        if (ShouldAssignResGroupOnMaster())            AssignResGroupOnMaster();

Master上开启事务，开启事务时分配资源组。若gp_resource_group_bypass开启或者是SET、RESET、SHOW命令则资源组为bypass模式，内存的限制为30MB。其他SQL则走上图中蓝色框内的分支：从资源组的空闲链表中找一个空闲的slot；若超出并发数或者没有空闲slot了，则将该进程加入等待队列，直到gp_resource_group_queuing_timeout超时退出，或者被唤醒。被唤醒时要么将其从资源组等待队列中删除，要么该进程上的slot没有等待时将其释放。开启事务，分配资源组后，在执行器执行时ExecutorStart会将该执行计划分发给segment。这就需要将执行计划序列化以便发送。

序列化执行计划时也会将资源组信息带进去，由函数SerializeResGroupInfo函数完成。QD上以bypass模式通过bypassedSlot.groupId分发资源组ID。Segment上接收该执行计划，并将资源组信息反序列化出来。由函数SwitchResGroupOnSegment完成。

3、资源组内存如何限制

资源组下，申请内存同样是gp_malloc函数申请，也就是内存上下文中申请。

当需要申请新的chunk时，需要判断下是否达到了红线，达到红线后先清理下再申请。红线即pResGroupControl->safeChunksThreshold100。申请块：VmemTracker_ReserveVmemChunks->ResGroupReserveMemory：

申请内存的顺序在函数groupIncMemUsage中：

static int32
groupIncMemUsage(ResGroupData *group, ResGroupSlotData *slot, int32 chunks)
{
  int32      slotMemUsage;  /* 当前slot已使用chunk数*/
  int32      sharedMemUsage;  /* the total shared memory usage,
                    sum of group share and global share */
  int32      globalOveruse = 0;  /* the total over used chunks of global share*/
  /* slotMemUsage = slot->memUsage + chunks */
  slotMemUsage = pg_atomic_add_fetch_u32((pg_atomic_uint32 *) &slot->memUsage,chunks);
  /* sharedMemUsage >0:slot配额不够分配 */
  sharedMemUsage = slotMemUsage - slot->memQuota;
  if (sharedMemUsage > 0){
    /* share区分配数 */
    int32 deltaSharedMemUsage = Min(sharedMemUsage, chunks);
    /* oldSharedUsage = group->memSharedUsage
    *  group->memSharedUsage+=deltaSharedMemUsage
    */
    int32 oldSharedUsage = pg_atomic_fetch_add_u32((pg_atomic_uint32 *)
                             &group->memSharedUsage,
                           deltaSharedMemUsage);
    /* 共享区空闲chunk数 */
    int32 oldSharedFree = Max(0, group->memSharedGranted - oldSharedUsage);
    /* 超出共享区分配数*/
    int32 deltaGlobalSharedMemUsage = Max(0, deltaSharedMemUsage - oldSharedFree);
    /* freeChunks -= deltaGlobalSharedMemUsage 全局共享区超出分配数 */
    int32 newFreeChunks = pg_atomic_sub_fetch_u32(&pResGroupControl->freeChunks,
                          deltaGlobalSharedMemUsage);
    /* globalOveruse >0：超出共享区分配数 */
    globalOveruse = Max(0, 0 - newFreeChunks);
  }
  /*分组已使用chunk数，不论在哪部分分配 */
  pg_atomic_add_fetch_u32((pg_atomic_uint32 *) &group->memUsage,chunks);
  return globalOveruse;
}

5、总结

这里介绍了资源组内存分配如何执行，包括两种分配模式：bypass模式和资源组分配模式。尤其需要注意bypass模式，QE上它的内存分配限制仅10MB，QD上分配限制是30MB。Bypass模式仅适用于SET、RESET、SHOW语句，开始事务时分配资源组，然后将资源组信息分发到QE。可以看到同一个事务中的SQL语句都使用同一个资源组。