1С Батл: PostgreSQL 9,10 vs MS SQL 2016

Предыстория

MS SQL – наш давний друг. И около 15 предыдущих лет мы жили с полной уверенностью, что для 1С нет лучшего выбора, чем MS SQL. Oracle - сильно дорого, IBM никто в живую не видел, а про Postgres на тот момент совсем ничего не было слышно.

Примерно пять лет назад в мире 1С начал появляться Postgres, за что большое спасибо команде Postgres Pro: Олегу Бартунову и Федору Сигаеву, которые продвинули эту СУБД. Как раз в это время у руководства нашей компании появилась задача резко вырасти в масштабах ИТ-инфраструктуры 1С. При этом была поставлена задача максимально сэкономить бюджет. Мой хороший друг, а по совместительству эксперт по техвопросам 1С сказал: «Антоха, кто не рискует, тот потом на Инфостарте не выступает!». И мы рискнули. И я выступаю на Инфостарте.

Первый опыт работы с PostgreSQL на Windows

С чего мы начали? В 2014 году рискнули перевести 5 баз 1С общим объемом порядка 100 гигабайт на Postgres. Не сразу стали перепрыгивать бездну нашего незнания между Windows и Linux, а мир 1С, мне кажется, до сих пор на 80% это мир Windows. Поэтому сначала решили перепрыгнуть пропасть незнания между двумя базами данных: MS SQL и PostgreSQL.

Мы запустили Postgres на Windows. Сначала сильно удивились, что оно заработало. В целом все завелось, заработало, даже база открылась. Правда, потом начались бессонные ночи и дни без обеденного перерыва в попытках настроить Postgres так, чтобы он работал хорошо.

На момент 2014 года информации никакой нет. Есть английская документация, а в мире 1С английский язык не в почете: вы даже код пишете на русском. Поэтому читать тяжело, понимать еще тяжелее. И по сравнению с дружественным интерфейсным MS SQL, где вся настройка – это 5 галочек и 2 цифры, настройки в Postgres – это сотни параметров, слишком непонятно, как и на что отреагирует система, отреагирует ли вообще. Менять приходилось по одному параметру, потому что иначе вообще не поймешь, на что была реакция. А очень часто смена одного параметра не давала никакой реакции. Вот так мы и жили примерно полгода до момента обнаружения той самой ошибки, которая сейчас уже исправлена. О ней рассказывал Олег Бартунов.

Это была фантастика. Я на прошлой конференции по Postgres в Москве рассказывал об этом отдельно. Мы долго не верили своим глазам, будучи уверенными, что это мы неопытные и неправильно настроили систему. Потому что не может так база данных себя вести.

Там происходило очень чудесная вещь: у Postgres есть много файлов статистики. Один из них на весь сервер, и он переименовывается несколько десятков, может быть, сотен, может быть, тысяч раз в секунду. Так построена система: она создает рядом новый файл статистики, переименовывая его в действующий. А наша любимая Windows не дает так работать с файлами в своей файловой системе. Если файл кто-то читает, переименовать его нельзя. Postgres по-честному пишет, что у него нет доступа к статистике, поэтому он будет использовать старые файлы. Ладно, используй. Но нет, происходило 15-ти секундное торможение всего сервера, просто на 15 секунд останавливались все транзакции.

Мы долго не верили своим глазам, мы боялись рассказать это разработчикам. Что они бы подумали? Что какие-то дураки взялись за систему, и теперь непонятно, что от нас хотят. В итоге мы боролись-боролись, но не побороли. И все-таки написали письмо в Postgres Pro. Там тоже долго удивлялись, не верили, что такое может быть. Потом подтвердили, что, действительно, есть косяк. Пообещали исправить.

Отказ от Windows

Но у нас время поджимало. И мы решили прыгать через пропасть незнания в Linux. Это вообще кошмар. То есть система Linux – хорошая, но кошмар для админов, которые всю жизнь жили на Windows. Ни красивых окошек, ни мышек, ни кликов, даже диспетчера задач нет. Есть какие-то черные окна с белыми буковками. Когда разберешься, буковки станут цветными. Но это все, что ожидает админа в Linux. Какие службы работают, как что куда поставить – ничего не понятно. Там уже бессонные ночи начались не только у 1С-ников, но и у админов. Но примерно на 20-ой инсталляции CentOS все, вроде, стало хорошо.

Запустили Postgres, и он тоже заработал. А мы к тому времени уже были крутые чуваки в настройке Postgres, и мы его сразу настроили: и статистику внесли в оперативную память, и все параметры включили как надо.

На текущий момент мы пришли к такой ситуации: у нас 400 с лишним баз, 15 терабайт данных, все это крутится на Postgres на Linux, все сервера Postgres имеют реплики, кто-то имеет каскадные реплики, кто-то имеет несколько реплик на один мастер. То есть это не просто какая-то одноранговая система баз данных. Мы там снимаем бэкапы (backup) с реплик, мы можем восстановить бэкап с рабочей базы в тестовую или базу разработчиков одной строчкой, сохраняя транзакционную целостность данных, при этом не создавая файла бэкапа.

Самое удивительное – все есть в документации! Ты на грабли наступил уже 15 раз, все попробовал, думаешь, что «открыл Америку». Заходишь в документацию, а там прямым текстом написано все то, что ты открывал до этого три дня. Понимать эту документацию ты начинаешь только тогда, когда несколько раз уже окунулся в саму практику.

Так мы счастливо живём до сих пор.

Тестирование

В какой-то момент задумались, а может, нам страсть к Postgres на Linux застила глаза, и нам только кажется, что все хорошо работает. Решили попробовать подтвердить, что работает как минимум не хуже чем с MS SQL, а может быть, если и хуже-то, то совсем чуть-чуть.

На самом деле, когда приступали к нагрузочному тестированию, вся моя команда, скрестив пальчики думала, ладно, пусть Postgres проиграет, но проиграет не сильно. Все-таки он еще новенький, может быть, нами еще не до конца изученный, но очень активно развивается, и как рассказывал Олег Бартунов, будет очень много крутых фишек в версиях 10 в 11.

На момент организации нашего батла была версия 9. И мы решили, что площадкой для батла будет Windows 2012 R2. Почему Windows? Это для того чтобы соревнование было совсем честным, не учитывая операционные системы, просто проверка двух баз данных.

Итак, в красном углу ринга – заслуженный чемпион, обладатель всех поясов производительности 1С, имеющий любые регалии в мире 1С – Microsoft SQL server версия 2016, последняя поддерживаемая на данный момент.

В синем углу ринга – наш новичок, претендент, PostgreSQL. Он выступает сразу двумя бойцами, каждый бьется по очереди. Это Postgres 9.6 и Postgres 10. Обе версии на данный момент поддерживаются 1С.

Платформа взята последняя релизная на момент тестирования. Все сервера баз данных располагаются на одном и том же железе, это прямо одна и та же коробочка. Все настроено оптимально: и дисковые подсистемы, и процессор, и сервера баз данных (оптимально, согласно требованиям фирмы 1С и нашему опыту). Плюс к этому все настроено на многопользовательскую нагрузку, в том числе параллелизм отключен: и на MS SQL, и на Postgres стоят единички.

Первый раунд

В первом раунде тяжелая операция – загрузка DT 40 с лишним гигабайт, итоговая база почти 2 терабайта. Сразу оговорюсь, если заглянуть в интернет, там будет много информации о том, что в DT не выгружается база, потому что она более 100 гигабайт, и ничего не работает. Все работает, надо только правильно настраивать сервер 1С, надо понимать, куда сервер 1С выгружает DT. Подтверждаю на своем опыте: база до 5 терабайт (больше не приходилось выгружать) из DT загружается и в DT выгружается. Все остальное – это неумение настраивать сервера 1С.

Первые результаты. С явным преимуществом побеждает MS SQL. Он в 2 раза быстрее загрузил данные в DT. Оба загружали очень долго, Postgres – почти двое суток, а MS SQL – почти сутки.

В то время как раз был шум про мельдоний (скандал в СМИ), и мы тоже решили обратиться к допингу. Решили использовать топ вредных советов из интернета на запрос «1С + Postgres тормозит». Первый совет – отключить fsync. Отключили. Получили другой результат – на 10% быстрее, чем с включенным, но риски несоизмеримы. Потому что такое отключение приведет к потере всего сервера баз данных. Вы не сможете ничего восстановить при аварийном завершении. Никогда так не делайте! Это самый вредный совет, который только может быть. Если вдруг вам действительно помогло отключение fsync, и все заработало в 10 раз быстрее, Это значит что у вас сервер неправильно настроен, начиная с самого низкого уровня – с железа, с дисками.

Fsync отключать нельзя никогда!

Но что такое есть в Postgres, что он загружает данные в DT в 2 раза дольше? Наши исследования показали, что это «create index». Он создает индексы намного медленнее MS. В начале 2018 года разработчики обещали, что в версии 12 эта ситуация улучшится. Ждем с нетерпением, думаю, тогда даже в этом раунде мы будем близки к MS SQL.

Второй раунд

Тут уже практически пользовательская нагрузка. Операция, на которой проводится тестирование, – восстановление последовательности партионного

учета управленческих партий. Это последняя УПП на момент тестирования, код типовой. Также типовой клиент, у которого итоги рассчитаны на полгода назад. Я не знаю, почему у клиентов такая амнезия по поводу этой регламентной операции, но никто не хочет следить за итогами. Почему, никто объяснить тоже не может. Поэтому берем типовой код, типового клиента, в самих партиях за месяц 150 тысяч документов, а строк в документах около 2 миллионов.

Все это делаем в 10 потоков. Это уже чуть-чуть не типовой этап, сделана определенная обработка, но внутри все запросы типовые.

В результате у нас получилось, что Postgres всего на 4% лучше. Делалось все очень долго – порядка 18 часов. И бухгалтеры будут вынуждены весь день не работать, чтобы дождаться результатов.

Поскольку результат получился не очень большой, плюс 4%, решили вместо

мельдония использовать что-нибудь похлеще. Второй в рейтинге вредных советов интернета на запрос «1С + Postgres тормозит» оказалась рекомендация отключить autovacuum. Отключили.

Результат получился еще хуже – примерно на 5%. То есть если бы мы изначально настроили систему с помощью этого вредного совета, мы бы вообще раунд полностью проиграли, было бы минус 0,6%.

На этом хочу остановиться чуть подробнее. Что за зверь такой autovacuum, зачем он нужен. И почему разработчики Postgres на каждой конференции твердят: «Не отключайте autovacuum!», но народ упорно его отключает. Попытаюсь объяснить, как говорят, на пальцах.

Чтобы понять, для чего нужен autovacuum, нужно понять, как Postgres работает с данными. Операция insert – записали строчку. Помимо строчки, пишется еще два служебных параметры x min и x max. В x min записывается номер транзакции, которая выполнила этот insert. Операция delete на самом деле ничего не удаляет, она просто в служебное поле строки x max записывает номер транзакции, которая ее удалила. Потом идет самая прикольная операция update. На самом деле нет такой операции, это просто delete + insert.

А в мире 1С, к сожалению, просто обожают работать задним числом: для пользователей не вопрос перевести месяц или год. То есть апдейтов миллионы. У нас не столько растут данные с помощью insert, сколько с помощью update, мы постоянно что-то обновляем. Из-за этого база имеет эффект распухания. Ладно, пусть раздувается, скажем админам, что это их проблемы, пусть увеличивают диски. Они увеличат. Но если было бы все так просто, никто не заморачивался бы. Проблема в том, что данные хранятся не где-то в сферическом вакууме, они хранятся в страницах. И когда у вас в страницах хранится куча мертвых данных, а в Postgres есть такое страшное понятие, как мертвые строчки, и когда вы делаете запрос базе данных, движок вынужден поднять все страницы с данными, отфильтровать данные, в которых x max пустой, и только с ними потом работать. Вы каждый раз заставляете Postgres ставить олимпийские рекорды по поднятию данных с дисков, чтобы выдать вам выборку.

Что делает autovacuum? Autovacuum – это своеобразный пылесос, он циклически и периодически идёт к каждой таблице вашей базы данных и делает выборку всех данных, где x max не пустой и чистит их физически. Теперь туда insert возможен, у вас на страницах будет больше живых данных, чем мертвых. Эффект – вам проще поднимать страницы. Это первое.

Второе. Помимо чистого autovacuum, есть еще такой фоновый процесс autovacuum analyze. Это аналог фонового обновления статистики в MS SQL. Без него планировщик никогда не узнает, что вы в таблицу добавили данные. Было в таблице 100 записей, добавили вы миллион записей, но планировщик свято уверен, что там их 100. И при любом запросе не парится и не ищет никакие индексы. Он просит TableScan, ему его дают, а там миллион записей. И вы сидите и ждете несколько минут.

Поэтому никогда не выключайте autovacuum. Надо его правильно настраивать, но ни в коем случае не отключать. Он имеет кучу настроек, и если у вас autovacuum настроен достаточно агрессивно, то есть он срабатывает на очень маленьком проценте изменения данных в таблицах, то вам не нужны даже ночные и недельные регламенты над базой данных, которые имеются у MS SQL. Ничего не надо делать, просто ничего. Кое-что делают только админы, если точно знают, что в этой таблице недавно удалили огромный массив данных, и ее нужно, грубо говоря, сжать. Тогда делается autovacuum full – это реструктуризация таблицы в понятиях 1С. Рядом создается табличка, куда и копируются данные.

В других случаях вам никакие регламенты, ни ночные, ни недельные, не нужны. Autovacuum  все сделает за вас. Только настраивайте его правильно.

Третий раунд

Та же самая операция, но бойцам меняем тренера. Приглашаем эксперта по техвопросам, он месяц чешет затылок, два часа кодит, меняет пару запросов. Особо большой эффект дал запрос, где поменяли получение остатков на момент документа. Клиент остается типовой с амнезией по поводу пересчета итогов. Запускаем!

В этом раунде Postgres выигрывает с явным преимуществом.

Гораздо благодарнее отнесся к более правильному коду, код правильный в той части, что поднимает гораздо меньше данных, намного меньше данных. Postgres выиграл почти в 2 раза, а по сравнению с изначальным временем выполнения процедура целиком стала выполняться в 3 раза быстрее. И это после вмешательства компетентного специалиста 1С, который понимает, что делать. Я даже думаю, что, обновив весь сервер за космические деньги, вы вряд ли добьетесь большего ускорения, если будут неправильные запросы.

Ничего бы этого не произошло, и этого бы доклада не было, и Postgres бы у меня не было, если бы в свое время Фёдор Сигаев – ведущий разработчик команды Postgres Pro, а также один из всего лишь двух коммитеров во всей России не создали патч OnlineAnalyze для 1С.

Что это такое? Во всем нормальном мире база данных считает, что временные таблицы – это чуть ли не ошибка проектировщика базы данных, и уж точно ошибка программиста, который просто не умеет писать правильные запросы. И считает, ну ладно, раз уж так случилось, простим, создадим этим неучам временную таблицу. Она в любом случае будет очень маленькой – на сотню, может, тысячу записей, но ни в коем случае не на миллионы и не на миллиарды, как это в 1С сделано. 1С вся построена на временных таблицах: на любой запрос мы создадим временные таблицы. И тут возник вопрос о быстродействии Postgres в связи с этим. Postgres крайне прохладно относится к временным таблицам, он их вообще «за людей не считает». Это просто какой-то артефакт, который создался. А мы же когда пишем кода в 1С, мы даже индексируем временные таблицы (прямо индексы по ним создаем). А Postgres на все плевать, потому что планировщик просто не в курсе, что это за временная таблица, сколько там записей, что в ней есть индекс. Он ничего не знает. Он всегда пользуется TableScan и все.

И был разработан патч OnlineAnalyze, который заставляет наш autovacuum analyze, грубо говоря, проверять и временную таблицу. Причем, заставляет ее проверять мгновенно во время создания и еще каждые новые тысячи записей. Он их проверяет, анализирует, и таким образом у нас планировщик запросов четко знает, сколько записей в этой таблице, что за индексы по ней, и строит запрос правильно.

Ради интереса отключили OnlineAnalyze. Получили результат тестирования в 17 раз хуже. Мы прождали несколько дней, она у нас все-таки посчитала, результаты упали в 17 раз.

К сожалению, в своей практике сталкиваюсь очень часто и даже на очень крупных предприятиях, на которых есть Postgres и которые уже поискали ответы в интернете на запрос «1С + Postgres тормозит», что люди следуют этим 2 вредным рекомендациям. А тем временем в самом конце конфигурационного файла есть строчка OnlineAnalyze.enable = off. Но если поправим настройку на on, все взлетает.

Я вас призываю, если у вас уже стоит Postgres, посмотрите свои конфигурационные файлы. И включите патч, включите! Это очень крутая вещь.

И еще один момент. В последней сборке Postgres, опубликованной на сайте 1С, к сожалению, этого патча нет. Его просто нет в строчке предкомпилированных библиотек, он в настройках есть и даже внизу включен, но его нет в строчках предкомпилируемых библиотек. Надо добавить. Внимательно отнеситесь: патч должен быть, патч должен быть включен. И будет резкий рост производительности.

Финальный раунд

На этот раз меняем нашего типового клиента на идеального, который не страдает амнезией, и пересчитываем итоги на начало расчетного месяца. Запускаем ту же самую операцию. Получаем еще раз двухкратное ускорение той же самой операции, а по сравнению с первыми результатами, когда операция длилась почти 18 часов, ускорение в 6 с лишним раз.

И тут Postgres опять выиграл. Он опять более благодарно отнесся к порядку в данных, чем MS. Выиграл не так круто, как на старых итогах, но все-таки на четверть быстрее – это очень серьезный результат.

Итоги батла

Итак, Postgres выиграл со счетом 3:1. Но хочу обратить внимание, что на пользовательских нагрузках, а именно многопоточное проведение документов, участвующих в восстановление последовательности партионного учета, Postgres выиграл вообще со счетом 3:0. Вот такие противоречивые результаты.

Postgres на Linux и Postgres на Windows: что лучше

Сами удивились, сами себя похвалили, какие мы молодцы, что 5 лет назад сделали крутой выбор. Но встречаем очень часто вопрос: стоит ли переходить на Postgres.10 на Windows.

Тот самый злополучный баг Postgres, когда система замирала на 15 секунд из-за недоступности файла статистика исправлен в версии Postgres 10.4.1. Говорю об этом отдельно, потому что эта версия на данный момент 1С не поддерживается. Она есть только на сайте Postgres Pro, мы ее поставили и запустили ради этой конференции. Что получили? При 10 потоках все почти одинаково, что на Postgres версии 9, что на Postgres версии 10. При 20 потоках Postgres.10 в 3 раза быстрее. Я бы даже сказал иначе: Postgres.9 на Windows в 3 раза медленнее, потому что возникает та самая блокировка, замирание на 15 секунд. Причем, оно рандомное, то есть вы не угадаете, это будут замирания один раз в минуту или у вас будет секунда работы, 15 секунд замирание и так тысячу раз.

При 50 потоках Postgres.9 медленнее в 11 раз. При 100 потоках мы не дождались завершения операции. Данные я не привожу. Нам надоело: мы неделю ждали.

Второй самый популярный вопрос, стоит ли переходить на Linux? Да, стоит переходить! По нашим данным, а они у нас достаточно релевантные – 15 терабайт и 400 баз, Postgres работает почти в 2 раза быстрее.

Почему? Не потому что Postgres такой плохой на Windows, а потому что файловая система Windows не способна обрабатывать такое большое количество файлов. Тут вся фишка в том, как Postgres и MS хранят файлы. Если MS хранит по умолчанию всю вашу базу данных в двух файлах (это файл данных mdf и файл журнала транзакций lgf), то Postgres хранит каждую таблицу в отдельном файле и каждый индекс в отдельном файле.

Типовая база бухгалтерии содержит 6 тысяч таблиц и 20 тысяч индексов. Значит, одна база будет в Postgres представлена 26 тысячами файлов. На наших серверах мы примерно делаем по 60 баз на один instant Postgres, это в районе 2 миллионов файлов. С таким количеством файлов Linux управляется, как мы видим, почти в 2 раза быстрее, чем Windows.

Поэтому если вы уже всерьез на Postgres, а всерьез – это наличие хотя бы 20 сессий, начинайте подумывать о переходе на Linux. Причем, не обязательно железный, можете на этой же винде, если сильно страшно, то поднимите hyper-v, поднимите виртуалку, на эту виртуалку ставьте Linux, ставьте Postgres, и получите отличный эффект. Проверено!

Два важных момента

Хочу обратить еще внимание на два небольших досадных недоразумения, которые пока есть еще в Postgres. Первое недоразумение – это такой параметр по настройке default_statistics_target. Это своеобразный множитель количества страниц, который берет Postgres для расчета статистики. Он этот множитель умножает на 300 и берет такое количество страниц. Множитель может иметь значение от 1 до 10 тысяч, по умолчанию 100. Все хорошо работает при сотке. Но как только мы ставим 10 тысяч, Postgres, действительно, берет много страниц, считает статистику, но потом запросы к базе начинают резко тормозить. К разработчикам мы еще с этим не обращались, вот-вот обратимся, думаю, победим и разберемся.

Второй момент – это репликация. Просто обращу ваше внимание. Разработчики говорят: репликации – это не бэкап. Это действительно так. Кроме того, репликация может отставать на часы и дни. Потому что она однопоточная. Все, что мастер-сервер удалил, создал, обновил в сотне своих потоков, все это придется догонять в один поток. Поэтому реплика это хорошо, мы, например, с нее бэкапы льем, но перед тем, как слить бэкап с реплики, мы проверяем какое отставание. Если отставание не больше секунды, то делаем бэкап с нее, а если больше – то с мастера.

В завершение хочу сказать, что, привлекая компетентных специалистов, вы можете зарабатывать золотые медали любых тестов 1С. Даже на таком новичке в мире 1С, как Postgres, выбирая правильную инфраструктуру.

Данная статья написана по итогам доклада, прочитанного на конференции INFOSTART EVENT 2018 EDUCATION.