Gabriele Bartolini：CloudNativePG 配方 6：使用存储实现 Postgres 垂直扩展 - 第 1 部分
内容提要
本文介绍了PostgreSQL的垂直扩展能力，通过优化CPU、RAM和存储资源来挑战传统的扩展智慧。文章探讨了CloudNativePG堆栈中的一些策略，如为数据和事务日志分别创建卷、临时表空间和表和索引的I/O隔离。文章还提到了使用不同存储类为每个卷提供适当的存储需求和偏好的自由。
延伸解读
垂直扩展：被忽视的性能提升路径
文章指出，许多团队在遇到PostgreSQL写入瓶颈时，会直接考虑跨节点的水平扩展，但作者建议先采用科学方法进行基准测试。因为单节点垂直扩展（优化CPU、内存和存储）往往能解决问题，且管理更简单，尤其是在灾难恢复和高可用性方面。只有在垂直扩展无法满足业务目标（如RPO、RTO、TPS）时，才应考虑分布式方案。
CloudNativePG的存储管理优势
与依赖StatefulSet的Operator不同，CloudNativePG直接管理PersistentVolumeClaim（PVC），这带来了更大的灵活性。它允许为PGDATA、WAL文件以及自定义表空间分别配置卷，甚至可以使用不同的存储类来满足性能或成本需求。这种设计还支持在线添加卷和调整大小，同时与高可用和灾难恢复功能无缝集成。
WAL独立卷：显著的性能提升
将事务日志（WAL）放在单独的卷上是CloudNativePG提供的一个简单而有效的优化。基准测试显示，这可以带来15%到45%的性能提升，具体取决于工作负载在磁盘和内存之间的分布。关键是要为WAL卷设置合适的存储类，并确保其容量与PostgreSQL的min_wal_size和max_wal_size设置相匹配，避免因空间不足导致数据库停止。
表空间策略：隔离I/O与临时对象
通过CloudNativePG，可以轻松创建临时表空间和用于分离表和索引的表空间。临时表空间用于处理排序等临时文件，而将表和索引放在不同的表空间可以隔离I/O，尤其适用于简单数据库场景。这些策略提供了性能隔离和可预测性，但作者也提醒不要过度设计，应从简单开始，并根据底层Kubernetes环境评估存储选项。
Q&A
PostgreSQL的垂直扩展能力是什么？
PostgreSQL的垂直扩展能力通过优化CPU、RAM和存储资源来提升性能，而不仅仅依赖于水平扩展。
CloudNativePG提供了哪些存储管理策略？
CloudNativePG提供了为数据和事务日志分别创建卷、临时表空间和表与索引的I/O隔离等策略。
如何通过添加WAL文件卷来提高PostgreSQL性能？
添加单独的WAL文件卷可以显著提高数据库性能，基准测试显示性能提升在15%到45%之间。
在使用CloudNativePG时，如何管理持久卷声明？
CloudNativePG直接管理持久卷声明（PVC），提供灵活性和数据保护能力。
PostgreSQL中的临时表空间有什么用？
临时表空间用于创建临时对象，如临时表和索引，以及处理大数据集的临时文件。
如何分离表和索引的I/O操作以提高性能？
通过创建不同的表空间来分离表和索引的I/O操作，可以提高数据库性能。
