他のバージョンの文書 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9.6 | 9.5 | 9.4 | 9.3 | 9.2 | 9.1 | 9.0 | 8.4 | 8.3 | 8.2 | 8.1 | 8.0 | 7.4 | 7.3 | 7.2

17.4. カーネルリソースの管理

PostgreSQLは、特に同一システム上で複数のサーバコピーを実行している場合や非常に大規模なインストレーションでは、オペレーティングシステムの様々なリソース制限を超えてしまうことがあります。 本節では、PostgreSQLで使用されるカーネルリソース、およびカーネルリソース消費に関連した問題を解消する時に取ることができる手順について説明します。

17.4.1. 共有メモリとセマフォ

共有メモリとセマフォはひとまとめに"System V IPC"と呼ばれます (メッセージキューも一緒ですが、これはPostgreSQLとは関係ありません)。 これらの機能を独自の代替的な実装で提供しているWindowsを除き、PostgreSQLを実行させるためにはこれらの機能が必要です。

これらの機能の完全な欠落は、サーバ起動時のIllegal system callエラーによって判明します。 その場合はカーネルを設定し直すしかありません。 PostgreSQLはこれらの機能なしでは動きません。 しかし最近のオペレーティングシステムではこうした状況はまれなものです。

PostgreSQLが様々なIPCのハードリミットの1つを超えると、サーバは起動を拒否し、問題および何をすべきかを説明するエラーメッセージを残します。 (項17.3.1 も参照してください。) 関係するカーネルパラメータは別々のシステム上でも統一して名付けられています。 表17-1で概略がわかります。 しかしこれらを設定するための方法は異なります。 以下に、いくつかのプラットフォームへの提案を挙げます。

注意: PostgreSQL 9.3より前では、サーバを起動させるために必要なSystem V共有メモリの量は非常に大きなものでした。 より古いバージョンのサーバで実行しているのであれば、該当するバージョンのサーバの文書を参照してください。

表 17-1. System V IPCパラメータ

名前説明適切な値
SHMMAX共有メモリセグメントの最大サイズ(バイト)最小でも1キロバイト(複数のサーバのコピーを実行している場合はこれ以上)
SHMMIN共有メモリセグメントの最小サイズ(バイト)1
SHMALL使用可能な共有メモリの総量(バイトまたはページ)バイト指定の場合SHMMAXと同じです。 ページ指定の場合はceil(SHMMAX/PAGE_SIZE)です。
SHMSEGプロセスごとの共有メモリセグメントの最大数必要なのは1セグメントだけですが、デフォルトではもっと多くなっています
SHMMNIシステム全体の共有メモリセグメントの最大数SHMSEGと同様 + 他のアプリケーション用の空間
SEMMNIセマフォ識別子の最大数(つまりセット)最低 ceil((max_connections + autovacuum_max_workers + 4) / 16)
SEMMNSシステム全体のセマフォの最大数ceil((max_connections + autovacuum_max_workers + 4) / 16) * 17 + 他のアプリケーション用の空間
SEMMSLセットごとのセマフォの最大数最低17
SEMMAPセマフォマップの中の項目の数本文を参照
SEMVMXセマフォの最大値最低1000(デフォルトはしばしば32767ですが、必要がなければ変更しないでください)

PostgreSQLは、サーバのコピー毎にSystem V共有メモリの数バイト(64ビットプラットフォームでは通常48バイト)を必要とします。 最近のほとんどのオペレーティングシステムでは、このくらいの量は簡単に割り当てられます。 しかし複数のサーバのコピーを実行している場合やSystem V共有メモリを使用する他のアプリケーションを実行している場合は、 共有メモリセグメントの最大サイズであるSHMMAXをバイト単位で、あるいは、システム全体のSystem V共有メモリであるSHMALLを増加させる必要があるかもしれません。 多くのシステムではSHMALLをバイト単位ではなくページ単位で測ることに注意してください。

問題が少ないのは共有メモリセグメントの最小サイズ(SHMMIN)で、PostgreSQLでは最大でもおよそ32バイトのはずです(通常では1です)。 システム全体のセグメントの最大数(SHMMNI)もしくはプロセスごとのセグメントの最大数(SHMSEG)に関して、使用しているシステムで0に設定されていない限り、問題が起きることはほぼありません。

PostgreSQLは、許可した接続(max_connections)および許可したワーカプロセス(autovacuum_max_workers)ごとに1つのセマフォを使用し、16個のセマフォを一集合として扱います。 それぞれそのようなセットは、他のアプリケーションに使われているセマフォセットとの衝突を検出するための"マジックナンバー"が含まれている17個目のセマフォを持っています。 システム内のセマフォの最大数はSEMMNSによって設定され、その結果としてその値は少なくともmax_connectionsautovacuum_max_workersと同じ、ただし、許可された接続とワーカ16個ごとに余分な1個を加えた値以上はなければいけません (表17-1の公式を参照してください)。 SEMMNIパラメータはシステム上に同時に存在できるセマフォ集合の数の上限を決定します。 ですからこのパラメータは少なくともceil((max_connections + autovacuum_max_workers + 4) / 16)以上はなくてはいけません。 一時的な失敗の回避策としては許可される接続の数を下げることができますが、"No space left on device"という紛らわしい言葉がsemget関数から表示されます。

場合によってはSEMMAPを少なくともSEMMNSと同程度に増やすことが必要になる場合があるかもしれません。 このパラメータはセマフォリソースマップのサイズを定義し、その中では有効なセマフォのそれぞれの隣接したブロックの項目が必要です。 セマフォ集合が解放されると、解放されたブロックに隣接する既に存在する項目に追加されるか、もしくは新しいマップの項目の下に登録されます。 もしマップが一杯だった場合、解放されたセマフォは(再起動するまで)失われます。 セマフォ空間の断片化により時間が経つごとに、有効なセマフォがあるべき量よりも少なくなる可能性があります。

1つの集合の中にいくつのセマフォがあるかを決めるSEMMSLPostgreSQLでは少なくとも17はなくてはいけません。

SEMMNUSEMUMEのような、その他の様々な"semaphore undo"に関する設定はPostgreSQLには影響を与えません。

AIX

少なくともバージョン5.1では、すべてのメモリが共有メモリとして使用できるように設定されているようにみえますので、SHMMAXなどのパラメータに対して特別な設定は必要ありません。 これはDB/2などの他のデータベースでも使用される、一般的な設定方法です。

しかし、/etc/security/limits内の大域的なulimit情報は変更しなければならないかもしれません。 デフォルトのファイルサイズ(fsize)とファイル数(nofiles)用のハードリミットは低過ぎるかもしれないためです。

FreeBSD

デフォルトの設定はsysctlまたはloaderインタフェースを使用して変更を行うことができます。 以下ではsysctlを使用してパラメータを変更しています。

# sysctl kern.ipc.shmall=32768
# sysctl kern.ipc.shmmax=134217728

これらの設定を再起動しても永続化するには、/etc/sysctl.confを変更します。

セマフォ関連の設定はsysctlでは読み取りのみとみなされていますが、/boot/loader.conf内で設定することができます。

kern.ipc.semmni=256
kern.ipc.semmns=512
kern.ipc.semmnu=256

これらの値を変更した後、新しい設定を有効にするためには再起動が必要です。 (注意: FreeBSD はSEMMAPを使用しません。古いバージョンはkern.ipc.semmapの設定を受けれますが無視します; 新しいバージョンでは拒否します。)

また、共有メモリをRAM上に固定して、スワップによってページアウトされるのを避けるために、カーネルを設定したいと考えるかもしれません。 これはsysctlを使用してkern.ipc.shm_use_physを設定することで実現できます。

sysctlsecurity.jail.sysvipc_allowedを有効にしてFreeBSD jailを実行している場合、異なるjailで実行するpostmasterを別のオペレーティングシステムユーザで実行しなければなりません。 これは、非特権ユーザが別のjailの共有メモリやセマフォに干渉することを防止できるため、セキュリティが向上します。 また、これによりPostgreSQLのIPCを整理するコードを適切に動作させることができます。 (FreeBSD 6.0以降では、IPC整理コードは他のjailにおけるプロセスを適切に検出せず、異なるjailで同一ポートでpostmasterを実行させることができません。)

FreeBSDバージョン4.0以前では、(後述の)OpenBSDと同様に動作します。

NetBSD

NetBSD 5.0以降では、以下の例のようにIPCパラメータをsysctlを用いて調整することができます。

$ sysctl -w kern.ipc.shmmax=16777216

この設定を再起動しても永続化させるためには/etc/sysctl.confを編集してください。

また、共有メモリをRAM上に固定して、スワップによってページアウトされるのを避けるために、カーネルを設定したいと考えるかもしれません。 これはsysctlを使用してkern.ipc.shm_use_physを設定することで実現できます。

5.0より前のバージョンのNetBSDでは、(後述の)OpenBSDのように動作します。 ただし、パラメータはoptionではなくoptionsキーワードを付けて設定しなければなりません。

OpenBSD

SYSVSHMオプションとSYSVSEMオプションはカーネルのコンパイル時に有効にする必要があります(デフォルトでは有効になっています)。 共有メモリの最大サイズはSHMMAXPGSオプション(ページ数)で決定されます。 以下に様々なパラメータの設定方法の例を示します。

option        SYSVSHM
option        SHMMAXPGS=4096
option        SHMSEG=256

option        SYSVSEM
option        SEMMNI=256
option        SEMMNS=512
option        SEMMNU=256
option        SEMMAP=256

また、共有メモリをRAM上に固定して、スワップによってページアウトされるのを避けるために、カーネルを設定したいと考えるかもしれません。 これはsysctlを使用してkern.ipc.shm_use_physを設定することで実現できます。

HP-UX

デフォルトの設定は通常のインストールではほぼ十分です。 HP-UX 10ではSEMMNSの出荷時のデフォルトは128ですが、これは大規模なデータベースサイトには低過ぎるかもしれません。

IPCパラメータはシステム管理マネージャSAM)からKernel Configuration->Configurable Parametersの下で、設定することができます。 終わったらCreate A New Kernelを選択してください。

Linux

デフォルトの最大セグメントサイズは32メガバイト、デフォルトの最大総サイズは2097152ページです。 "huge pages"を持つ通常ではないカーネル設定を除き、1ページはほとんど常に4096バイトです。 (検証にはgetconf PAGE_SIZEを使用してください。)

共有メモリサイズの設定はsysctlインタフェースを使用して変更可能です。 例えば16ギガバイトまで許すには以下のようにします。

$ sysctl -w kernel.shmmax=17179869184
$ sysctl -w kernel.shmall=4194304

更にこれらの設定を再起動時に保持できるように/etc/sysctl.confに保存することができます。 こうすることを大いに勧めます。

古めのディストリビューションではsysctlプログラムが存在しない可能性があります。 この場合、/procファイルシステムに対する操作で同等の変更を行うことができます。

$ echo 17179869184 >/proc/sys/kernel/shmmax
$ echo 4194304 >/proc/sys/kernel/shmall

他のデフォルトはかなり豊富なサイズですので、通常は変更する必要はありません。

OS X

OS Xにおける共有メモリの推奨設定方法は、以下のような変数代入文からなる/etc/sysctl.confという名称のファイルを作成することです。

kern.sysv.shmmax=4194304
kern.sysv.shmmin=1
kern.sysv.shmmni=32
kern.sysv.shmseg=8
kern.sysv.shmall=1024

一部のバージョンのOS Xでは/etc/sysctl.conf内に共有メモリパラメータ5つすべてを設定しなければならないという点に注意してください。 さもなくば値が無視されます。

最近のリリースのOS Xは、SHMMAXを4096の倍数以外に設定しようとすると無視しますので、注意してください。

このプラットフォームではSHMALLは4キロバイトページ単位です。

古めのバージョンのOS Xでは、共有メモリパラメータの変更を有効にするために再起動が必要になります。 10.5からSHMMNI以外の変更は、sysctlを用いることにより、その場で行うことができます。 しかしいずれにせよ/etc/sysctl.conf経由で望む値に設定することが最善です。 再起動を行っても値が保持されるからです。

/etc/sysctl.confはOS X 10.3.9以降でのみ使用されます。 もしこれより前の10.3.xリリースを使用しているのであれば、/etc/rcファイルを編集し、以下のコマンドで値を変更しなければなりません。

sysctl -w kern.sysv.shmmax
sysctl -w kern.sysv.shmmin
sysctl -w kern.sysv.shmmni
sysctl -w kern.sysv.shmseg
sysctl -w kern.sysv.shmall

通常/etc/rcはOS Xのアップデートで上書きされることに注意してください。 ですので、アップデートの度に編集し直す必要があるものと考えなければなりません。

OS X 10.2以前では、代わりに/System/Library/StartupItems/SystemTuning/SystemTuningファイル内にあるこれらのコマンドを編集してください。

SCO OpenServer

デフォルトの設定では、セグメント当たり512キロバイトの共有メモリが許されています。 この設定を増加させるには、まず、/etc/conf/cf.dディレクトリに移動します。 SHMMAXの現在値を表示させるには、以下を実行します。

./configure -y SHMMAX

SHMMAXに新しい値を設定するには以下を実行します。

./configure SHMMAX=value

ここで、valueが希望する新しい値(バイト単位)です。 そして、以下のようにカーネルを再構築し、再起動します。

./link_unix

Solaris 2.6から2.9 (Solaris 6からSolaris 9)

必要な設定は/etc/systemで変えることができ、例えば以下のようになります。

set shmsys:shminfo_shmmax=0x2000000
set shmsys:shminfo_shmmin=1
set shmsys:shminfo_shmmni=256
set shmsys:shminfo_shmseg=256

set semsys:seminfo_semmap=256
set semsys:seminfo_semmni=512
set semsys:seminfo_semmns=512
set semsys:seminfo_semmsl=32

変更を反映させるには再起動する必要があります。 古めのバージョンのSolarisにおける共有メモリの情報はhttp://sunsite.uakom.sk/sunworldonline/swol-09-1997/swol-09-insidesolaris.htmlを参照してください。

Solaris 2.10 (Solaris 10)以降
OpenSolaris

Solaris 10以降とOpenSolarisでは、デフォルトの共有メモリとセマフォ設定は大抵のPostgreSQLアプリケーションで十分あります。 SolarisのデフォルトのSHMMAXはシステムのRAMの1/4になりました。 さらにこの設定を調整するためには、postgresユーザに関するプロジェクト設定を使用しなければなりません。 例えば以下をroot権限で実行してください。

projadd -c "PostgreSQL DB User" -K "project.max-shm-memory=(privileged,8GB,deny)" -U postgres -G postgres user.postgres

このコマンドはuser.postgresプロジェクトを追加し、postgresユーザの共有メモリの最大サイズを8GBに設定します。 この影響は次にこのユーザがログインした時、またはPostgreSQLを再起動した時(再読み込み時ではありません)に有効になります。 上ではPostgreSQLpostgresグループに属するpostgresユーザにより実行されていることを前提としています。 サーバの再起動は不要です。

多くの接続を受け付けるデータベースサーバにおいて推奨するカーネル設定にはこの他に以下があります。

project.max-shm-ids=(priv,32768,deny)
project.max-sem-ids=(priv,4096,deny)
project.max-msg-ids=(priv,4096,deny)

さらに、ゾーン内でPostgreSQLを実行している場合、ゾーンのリソース使用上限も上げる必要があるかもしれません。 projectsprctlについてはSystem Administrator's Guideの第2章 プロジェクトとタスクを参照してください。

UnixWare

UnixWare 7では、共有メモリセグメントの最大サイズはデフォルト設定で512キロバイトです。 現在のSHMMAX値を表示するためには下記を実行してください。

/etc/conf/bin/idtune -g SHMMAX

これは現在値、デフォルト値、最小値、および最大値を、バイト単位で表示します。 SHMMAXの新しい値を設定するためには、以下を実行します。

/etc/conf/bin/idtune SHMMAX value

ここでvalue は、希望する新しい値(バイト)です。 SHMMAXの設定が終わったらカーネルを再構築し、再起動します。

/etc/conf/bin/idbuild -B

17.4.2. リソースの制限

UnixライクなオペレーティングシステムではPostgreSQLサーバの操作と関係する可能性のある様々な種類のリソース制限があります。 特に重要なのは、ユーザごとのプロセス数の制限、プロセスごとのオープンファイルの数、プロセスごとの利用可能なメモリの量です。 これらのそれぞれが"ハード""ソフト"の2つの制限を持っています。 ソフト制限が実際に有効な制限ですが、ユーザによってハード制限まで変えることが可能です。 ハード制限はrootユーザによってのみ変えることができます。 setrlimitシステムコールがこれらのパラメータの設定を行います。 シェルの組み込みコマンドulimit(Bourne シェル)もしくはlimitcsh)は、コマンドラインからリソース制限を制御するために使われます。 BSD派生システム上では/etc/login.confファイルが、ログイン時に設定される様々なリソース制限を制御します。 詳細はオペレーティングシステムの文書を参照してください。 関連するパラメータはmaxprocopenfilesdatasizeです。 以下に例を示します。

default:\
...
        :datasize-cur=256M:\
        :maxproc-cur=256:\
        :openfiles-cur=256:\
...

-curはソフト制限です。 ハード制限を設定するためには-maxを付けてください。)

カーネルはいくつかのリソースに対して、システム全体の制限も持つことができます。

PostgreSQLサーバは接続ごとに1つのプロセスを使うので、少なくとも許可された接続の数だけのプロセスに残りのシステムで必要な分を追加したものが必要になります。 通常はこれは問題ではありませんが、1つのマシン上でいくつかのサーバを起動している場合は厳しい状況になるかもしれません。

オープンファイルの制限の出荷時のデフォルトは、しばしば大多数のユーザはマシン上でシステムリソースの不正使用をしないという前堤に立った"社会的に友好的な"値を設定してしまいます。 もし1つのマシン上で複数のサーバを起動する場合はそれが必要でしょうが、専用サーバではこの制限を上げたいかもしれません。

反対に、個々のプロセスが多数のファイルをオープンすることを許可するシステムもあります。 そのようなプロセスが数個以上あれば、システム全体の制限は簡単に超えてしまいます。 この発生を検知し、システム全体の制限の変更を望まない場合は、PostgreSQLmax_files_per_process設定パラメータを設定し、オープンファイルの消費を制限することができます。

17.4.3. Linuxのメモリオーバーコミット

Linux 2.4以降では、デフォルトの仮想メモリの動作はPostgreSQLには最適ではありません。 カーネルがメモリオーバーコミットを実装する方法のため、カーネルは、PostgreSQLや他のプロセスのメモリ要求がシステムの仮想メモリを枯渇させた場合、PostgreSQL postmaster (マスタサーバプロセス)を終了させる可能性があります。

これが発生した場合、以下のようなカーネルメッセージが現れます (こうしたメッセージを検索する場所についてはシステム文書と設定を参照してください)。

Out of Memory: Killed process 12345 (postgres).

これは、postgresプロセスがメモリ不足のために終了してしまったことを示します。 起動中のデータベース接続は正常に動作しますが、新しい接続は受け付けられません。 復旧するには、PostgreSQLを再起動しなければなりません。

この問題を防止する1つの方法として、PostgreSQLを他のプロセスがそのマシンのメモリを枯渇させないことが確実なマシンで起動するというものがあります。 物理メモリとスワップ領域が消費尽くされた時のみにメモリ不足(OOM)killerが発生するため、メモリが不足する場合、オペレーティングシステムのスワップ領域を増やすことが問題解決の役にたちます。

PostgreSQL自体が実行中のシステムのメモリ不足を引き起こした場合、設定を変更することで問題を防止することができます。 メモリ関連の設定パラメータ、具体的にはshared_buffersおよびwork_mem、を低くすることで回避できる場合もあります。 個の他にもデータベースサーバ自体への接続が多く許可しすぎることで問題が引き起こされる場合もあります。 多くの場合、max_connectionsを減らし、外部のコネクションプールソフトウェアを使用することで改善されます。

Linux 2.6以降では、メモリを"オーバーコミット"させないようにカーネルの動作を変更することができます。 この設定は完全にOOM killerの発生を防ぐことはできませんが、その発生頻度をかなり軽減しますので、システム動作の堅牢性をより高めます。 これは、以下のようにsysctlを使用して厳密なオーバーコミットモードを選択すること、もしくは、/etc/sysctl.confに同等の項目を記述することで実施されます。

sysctl -w vm.overcommit_memory=2

また、関連するvm.overcommit_ratio設定を変更した方が良いでしょう。 詳細はDocumentation/vm/overcommit-accountingカーネル文書を参照してください。

vm.overcommit_memoryの変更と関係なく使用できるその他の方法は、プロセス固有のoom_score_adj値をpostmasterプロセス向けに-1000に設定することです。 これによりOOM killerの対象とならないことが保証されます。 このための最も簡単な方法は以下をpostmasterの起動スクリプト内でpostmasterを実行する直前に実行することです。

echo -1000 > /proc/self/oom_score_adj

この作業をrootで実行しなければならないことに注意して下さい。 さもないと効果がありません。 このためrootが所有する起動スクリプトがこれを行うためには最も簡単な場所です。 こうした場合、PostgreSQLの構築時に -DLINUX_OOM_SCORE_ADJ=0CPPFLAGSに追加したいと考えるでしょう。 これによりpostmasterの子プロセスは通常のゼロというoom_score_adjで実行されるようになり、必要に応じてOOM killerの対象となりえます。

古いLinuxカーネルは/proc/self/oom_score_adjを提供していませんが、同様の機能を持つ/proc/self/oom_adjがあるでしょう。 これは、無効にするための設定値が-1000ではなく-17であるという点を除いては同じように動作します。 相当するPostgreSQLのビルドフラグは-DLINUX_OOM_ADJ=0です。

注意: Linux 2.4カーネルのベンダの中には、2.6のオーバーコミットsysctl版を持つものがあることが報告されています。 しかし、関係するコードを持たない2.4カーネルでvm.overcommit_memoryを2に設定することはより状況を悪化させます。 2.4のインストレーションではこれを試す前に、実際のカーネルソースコードを調査し、その中でサポートしているかどうかを検証することをお勧めします(mm/mmap.cファイル内のvm_enough_memory関数を参照してください)。 overcommit-accounting文書ファイルの存在は、この機能が存在するかどうかを証明するものではありません。 疑わしい場合は、使用中のカーネルベンダのカーネル専門家に相談してください。

17.4.4. Linux huge pages

PostgreSQLメモリの大きな連続チャンクを使用するときにhuge pagesを使用すると、オーバーヘッドが減少します。 PostgreSQLでこの機能を有効にするには、kernelのCONFIG_HUGETLBFS=yCONFIG_HUGETLB_PAGE=yが必要です。 またシステム設定vm.nr_hugepagesを調整しなければなりません。 PostgreSQLに必要なhuge pages数を見積もるには、huge pagesを有効にせずに、procファイルシステムからVmPeakの値をチェックします。

$ head -1 /path/to/data/directory/postmaster.pid
4170
$ grep ^VmPeak /proc/4170/status
VmPeak:  6490428 kB

6490428 / 2048PAGE_SIZE はこのケースでは 2MB ) は、おおよそ3169.154huge pagesなので、少なくとも 3170のhuge pagesが必要になります。

$ sysctl -w vm.nr_hugepages=3170

時には、カーネルは望ましいhuge pages数を割り当てることができませんので、そのコマンドを繰り返すか、再起動の必要があるかもしれません。 再起動によって、この設定を永続化するために/etc/sysctl.confにエントリを追加することを忘れないでください。

PostgreSQLのhuge pagesのデフォルトの動作は、可能な場合は使用し、失敗した場合は通常のページ使用にフォールバックします。 huge_pageson に設定することでhuge pagesの使用を強制することができます。 この場合、十分なhuge pagesが確保できない場合、PostgreSQLの起動に失敗します。

Linuxのhuge pagesの詳細はhttps://www.kernel.org/doc/Documentation/vm/hugetlbpage.txtを参照してください。