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Version anglaise

pg_test_timing

pg_test_timing — mesure de l'impact du chronométrage

Synopsis

pg_test_timing [option...]

Description

pg_test_timing est un outil qui mesure l'impact du chronométrage sur votre système et confirme que l'horloge système ne prend jamais de retard. Les systèmes qui sont lents pour collecter des données chronométrées peuvent donner des résultats moins précis pour la commande EXPLAIN ANALYSE.

Options

pg_test_timing accepte les options de ligne de commande suivantes :

-d durée, --duration=durée

Indique la durée du test, en secondes. Des durées plus longues ont une précision bien meilleure, et ont plus de chances de détecter des problèmes avec les horloges systèmes qui prennent du retard. La durée par défaut du test est de 3 secondes.

-V, --version

Affiche la version de pg_test_timing puis termine.

-?, --help

Affiche l'aide concernant les arguments de la commande pg_test_timing, puis termine.

Utilisation

Interprétation des résultats

De bons résultats montreront que la plupart (>90%) des appels individuels de chronométrage prendront moins d'une microseconde. La moyenne de l'impact par boucle sera même plus basse, sous 100 nanosecondes. L'exemple ci-dessous tiré d'un système Intel i7-860 utilisant une source d'horloge TSC montre d'excellentes performances :

Testing timing overhead for 3 seconds.
Per loop time including overhead: 35.96 ns
Histogram of timing durations:
  < us   % of total      count
     1     96.40465   80435604
     2      3.59518    2999652
     4      0.00015        126
     8      0.00002         13
    16      0.00000          2

Notez que différentes unités sont utilisées pour le temps par boucle et les temps figurant dans l'histogramme. La boucle peut avoir une résolution de quelques nanosecondes (ns), alors que les appels individuels de chronométrage peuvent seulement descendre jusqu'à une microseconde (us).

Mesure de l'impact du chonométrage sur l'exécuteur

Lorsque l'exécuteur de requêtes exécute une instruction EXPLAIN ANALYSE, les opérations individuelles sont également chronométrées comme affiché par la sortie de la commande. L'impact supplémentaire de votre système peut être vérifié en comptant les lignes avec l'application psql :

CREATE TABLE t AS SELECT * FROM generate_series(1,100000);
\timing
SELECT COUNT(*) FROM t;
EXPLAIN ANALYZE SELECT COUNT(*) FROM t;

Le système i7-860 mesuré effectue la requête de comptage en 9,8 ms alors que la commande EXPLAIN ANALYSE prend 16,6 ms, chaque version traitant 100 000 lignes. Cette différence de 6,8 ms signifie que l'incidence du chronométrage par ligne est de 68 ns, à peu près le double de l'estimation de pg_test_timing. Même cette relative petite incidence fait que l'instruction complète prend presque 70% de temps en plus. Sur des requêtes plus substantielles, l'impact du chronométrage serait moins problématique.

Modification de la source du chronométrage

Sur certains systèmes Linux récents, il est possible de modifier l'horloge source utilisée pour collecter les données chronométrées à n'importe quel moment. Un second exemple montre le ralentissement possible d'un passage à l'horloge plus lente acpi_pm, sur le même système utilisé pour les résultats rapides ci-dessus :

# cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/available_clocksource
tsc hpet acpi_pm
# echo acpi_pm > /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/current_clocksource
# pg_test_timing
Per loop time including overhead: 722.92 ns
Histogram of timing durations:
  < us   % of total      count
     1     27.84870    1155682
     2     72.05956    2990371
     4      0.07810       3241
     8      0.01357        563
    16      0.00007          3

Dans cette configuration, la même commande EXPLAIN ANALYSE que ci-dessus prend 115,9 ms. Soit un impact de 1061 ns du chronométrage, à nouveau un petit multiple de ce qui est mesuré directement par cet utilitaire. Autant d'impact du chronométrage signifie que la requête actuelle elle-même prend une petite fraction du temps constaté, la plupart de celui-ci étant consommé par l'impact du chronométrage. Dans cette configuration, tous les totaux de la commande EXPLAIN ANALYSE entraînant beaucoup d'opérations chronométrées seront significativement augmentés par cet impact du chronomètre.

FreeBSD permet également de modifier à la volée la source du chronométrage, et il trace au démarrage l'information concernant l'horloge sélectionnée :

# dmesg | grep "Timecounter"
Timecounter "ACPI-fast" frequency 3579545 Hz quality 900
Timecounter "i8254" frequency 1193182 Hz quality 0
Timecounters tick every 10.000 msec
Timecounter "TSC" frequency 2531787134 Hz quality 800
# sysctl kern.timecounter.hardware=TSC
kern.timecounter.hardware: ACPI-fast -> TSC

D'autres systèmes peuvent n'autoriser la modification de la source du chronométrage qu'au démarrage. Sur les plus vieux systèmes Linux, le paramètre noyau « clock » est la seule manière d'effectuer ce type de modification. Et même sur certains systèmes plus récents, la seule option disponible pour une source d'horloge est « jiffies ». Jiffies est la plus vieille implémentation Linux d'horloge logicielle, qui peut avoir une bonne résolution lorsqu'elle s'appuie sur une horloge matérielle suffisamment rapide, comme dans cet exemple :

$ cat /sys/devices/system/clocksource/clocksource0/available_clocksource
jiffies
$ dmesg | grep time.c
time.c: Using 3.579545 MHz WALL PM GTOD PIT/TSC timer.
time.c: Detected 2400.153 MHz processor.
$ pg_test_timing
Testing timing overhead for 3 seconds.
Per timing duration including loop overhead: 97.75 ns
Histogram of timing durations:
  < us   % of total      count
     1     90.23734   27694571
     2      9.75277    2993204
     4      0.00981       3010
     8      0.00007         22
    16      0.00000          1
    32      0.00000          1

Horloge matérielle et exactitude du chronométrage

Collectionner des données chronométrées précises est normalement effectué sur des ordinateurs en utilisant des horloges matérielles ayant différents niveaux de précision. Avec certains matériels, le système d'exploitation peut transmettre le temps de l'horloge système presque directement aux programmes. Une horloge système peut aussi provenir d'une puce qui fournit simplement des interruptions périodiques, des tic-tac à intervalles réguliers. Dans les deux cas, le noyau des systèmes d'exploitation fournit une source d'horloge qui masque ces détails. Mais la précision de cette source d'horloge et la vitesse à laquelle elle peut renvoyer des résultats est fonction du matériel sous-jacent.

Une gestion du temps inexacte peut entraîner une instabilité du système. Testez tous les changements de source d'horloge avec soin. Les réglages par défaut des systèmes d'exploitation sont parfois effectués pour favoriser la fiabilité sur la précision. Et si vous utilisez une machine virtuelle, examinez les sources d'horloge compatibles recommandées avec elle. Le matériel virtuel fait face à des difficultés additionnelles pour émuler des horloges, et il existe souvent des réglages par système d'exploitation suggérés par les vendeurs.

La source d'horloge Time Stamp Counter (TSC) est la plus précise disponible sur la génération actuelle de CPU. C'est la manière préférentielle pour suivre le temps système lorsqu'elle est supportée par le système d'exploitation et que l'horloge TSC est fiable. Il existe plusieurs sources possibles pour qu'une horloge TSC échoue à fournir une source de temps précise, la rendant non fiable. Les plus vieux systèmes peuvent avoir une horloge TSC qui varie en fonction de la température du CPU, la rendant inutilisable pour le chronométrage. Essayer d'utiliser une horloge TSC sur certains vieux CPU multi-cœurs peut renvoyer des temps qui sont incohérents entre les multiples cœurs. Ceci peut résulter en des temps qui reculent, un problème que ce programme vérifie. Et même des systèmes plus récents peuvent échouer à fournir des chronométrages TSC précis avec des configurations très agressives en matière d'économie d'énergie.

Les systèmes d'exploitation plus récents peuvent vérifier ces problèmes connus avec l'horloge TSC et basculer vers une source plus lente, plus stable lorsqu'elles sont vues. Si votre système supporte le temps TSC mais ne l'utilise pas par défaut, c'est qu'il peut être désactivé pour une bonne raison. Et certains systèmes d'exploitation peuvent ne pas détecter correctement tous les problèmes possibles, ou autoriseront l'utilisation de l'horloge TSC y compris dans des situations où il est reconnu qu'elle n'est pas fiable.

La source High Precision Event Timer (HPET) est l'horloge préférée sur les systèmes où elle est disponible et que TSC n'est pas fiable. La puce horloge elle-même est programmable pour permettre une résolution allant jusqu'à 100 nanosecondes, mais vous pouvez ne pas constater autant de précision avec votre horloge système.

L'Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) fournit un Power Timer (PIT), le real-time clock (RTC), l'horloge Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC), et l'horloge Cyclone. Ces chronomètres visent une résolution de l'ordre de la milliseconde.

Voir aussi

EXPLAIN(7)