PostgreSQL16新機能紹介 - libpq接続ロード・バランシング （第41回PostgreSQLアンカンファレンス@オンライン 発表資料） 2023年4月24日（月） NTTデータ 技術開発本部 藤井 雅雄

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第41回 PostgreSQLアンカンファレンス@オンライン
PostgreSQL16新機能紹介
libpq接続ロード・バランシング
2023年4月24日
株式会社NTTデータ 藤井 雅雄

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自己紹介
藤井 雅雄
Database Technical Lead @ NTTデータ
データベース研究開発
PostgreSQL 技術支援
PostgreSQLコミッタ
レプリケーション
WAL圧縮
バックアップ進捗確認
pg_bigm(全文検索モジュール) コミッタ
fujii_masao
MasaoFujii

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本講演について
講演資料は、後日、NTTデータのSlideShareアカウント上で公開予定です。
https://www.slideshare.net/nttdata-tech
今日紹介するPostgreSQL16に関する内容は、
正式リリースまでの間に変更となる可能性があることにご注意ください！！

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PostgreSQL16新機能紹介
libpq接続ロード・バランシング
(connection load balancing in libpq)

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Support connection load balancing in libpq
This adds support for load balancing connections with libpq using a
connection parameter: load_balance_hosts=<string>. When setting the
param to random, hosts and addresses will be connected to in random
order. This then results in load balancing across these addresses and
hosts when multiple clients or frequent connection setups are used.
The randomization employed performs two levels of shuffling:
1. The given hosts are randomly shuffled, before resolving them
one-by-one.
2. Once a host its addresses get resolved, the returned addresses
are shuffled, before trying to connect to them one-by-one.
Author: Jelte Fennema <postgres@jeltef.nl>
Reviewed-by: Aleksander Alekseev <aleksander@timescale.com>
Reviewed-by: Michael Banck <mbanck@gmx.net>
Reviewed-by: Andrey Borodin <amborodin86@gmail.com>
Discussion:
https://postgr.es/m/PR3PR83MB04768E2FF04818EEB2179949F7A69@PR3
PR83MB0476.EURPRD83.prod.outlook.
https://github.com/postgres/postgres/commit/7f5b19817eaf38e70ad1153db4e644ee9456853e

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• 複数の接続先について、指定した順番に接続を試みる。
• 接続が成功したら、そこに接続される。接続に失敗したら、次の接続先を試みる。
• すべての接続先で接続できなかったら、接続は失敗となる。
(振り返り)PostgreSQL10からlibpqの接続先を複数指定できる
host=xxx
host=yyy
host=zzz
$ psql "host=xxx,yyy,zzz"
接続試行1回目
接続試行2回目
接続試行3回目

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PostgreSQL16から接続先をランダムに選択してロード・バランシング可能に！
• v16では、複数指定された接続先からどの順番で接続を試みるかについて、libpq接続パラメータ
load_balance_hosts (または環境変数PGLOADBALANCEHOSTS) を使用して設定できる
• load_balance_hosts=disable
➢ デフォルト設定で、これまで同様に指定順に先頭の接続先から接続を試みる
• load_balance_hosts=random
➢ 接続先をランダムに選択して接続を試みる。接続のロード・バランシングに利用できる
host=xxx
host=yyy
host=zzz
$ psql "host=xxx,yyy,zzz
load_balance_hosts=random"
接続先をランダムに
選択して、接続試行

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load_balance_hosts=randomの特徴・注意
• 「指定された接続先」と「接続先が持つアドレス」のそれぞれでランダムに選択する(以下の動作イメージ)
➢ 接続先が複数のアドレスを持つ場合、どのアドレスに接続するかもランダムに選択する
yyy
① 127.0.0.66
② 127.0.0.77
③ 127.0.0.55
zzz
④ 127.0.0.99
xxx
⑤ 127.0.0.22
⑥ 127.0.0.11
xxx、yyy、zzzをランダムに並べ替え
接続先ごとにアドレスを
ランダムに並べ替え
$ psql "host=xxx,yyy,zzz load_balance_hosts=random"
接続先とアドレスの二段階でランダムに
並び替えて①～⑥の順番で接続を試みる
xxx
• 127.0.0.11
• 127.0.0.22
yyy
• 127.0.0.55
• 127.0.0.66
• 127.0.0.77
zzz
• 127.0.0.99

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load_balance_hosts=randomの特徴・注意
• 特定の接続先がより選ばれるようにしたい場合は、その接続先を複数回指定する
➢ $ psql "host=xxx,xxx,xxx,yyy,zzz load_balance_hosts=random"
• connect_timeoutも一緒に設定することが推奨される
➢ 接続先の1つが応答しない場合、接続タイムアウトを未設定だと、応答を待ち続けて次の接続先を試
せない or 試すまで時間がかかるため

10. © 2023 NTT DATA Corporation 10
使用例: レプリカに参照クエリをロード・バランシングしたい
• target_session_attrsで接続先をレプリカに設定する
➢ $ psql "host=xxx,yyy,zzz load_balance_hosts=random
connect_timeout=2 target_session_attrs=standby"
レプリカ
プライマリ
レプリカ
host=xxx
host=yyy
host=zzz
• DBサーバ間でプライマリとレプリカの役割が
入れ替わっても、同じ接続先指定で済むように
host=xxx,yyy,zzzと設定する
• 接続先としてxxxが選ばれて、接続が成功す
る可能性もあるが、xxxはプライマリのため、
接続を終了して次の接続先を試す

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使用例: 外部テーブルのクエリ実行をロード・バランシングしたい
• 外部サーバの定義時に、libpq接続ロード・バランシングを設定する
host=xxx
host=yyy
host=zzz
CREATE EXTENSION postgres_fdw;
CREATE SERVER testserv
FOREIGN DATA WRAPPER postgres_fdw
OPTIONS (host 'xxx,yyy,zzz',
load_balance_hosts 'random',
keep_connections 'off');
CREATE USER MAPPING FOR public SERVER testserv;
CREATE FOREIGN TABLE ft (...) SERVER testserv
OPTIONS (table_name 't');
1 A
2 B
3 C
テーブルt
外部テーブルft
SELECT * FROM ft;
の実行のたびにどの外部サーバに接続するかランダムに決まり、クエリ実行が負荷分散される
1 A
2 B
3 C
テーブルt
1 A
2 B
3 C
テーブルt
• トランザクション毎に外部
サーバに接続し直すように
keep_connectionsを
無効化する
• トランザクション毎にどの
外部サーバに接続するか
ランダムに選択される

12. © 2023 NTT DATA Corporation 12
その他、記載されている会社名、商品名、又はサービス名は、
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