Существует проблема https://libmdbx.dqdkfa.ru/dead-github/issues/269,
которая проявляется только при специфической неупорядоченности внутри
ядра ОС, когда страницы, записанные в файл отображенный в память,
становятся видны в памяти посредством работы unified page cache:
- если записанная последней мета-страница "обгоняет" ранее записанные,
т.е. когда записанное в файл позже становится видимым в отображении
раньше, чем записанное ранее.
Теперь, вместо постоянной полной сверки записываемых страниц,
выполняется легковесная проверка при старте транзакций, с переключением
в режим "как раньше" при обнаружении проблемы.
В результате, в некоторых сценариях возвращается 5-10%
производительности, а в отдельных синтетических тестах до 30%.
Два существенных изменения:
1. Инкремент и обновление LRU происходит при изменении страницы,
но не при доступе к ней.
2. Устранен регресс, из-за которого страницы в стеке курсора хоть
помечались, но могли быть ошибочно пролиты на диск,
так как dpl_age() возвращал не 0.
Суть в избавлении от лишнего вызова msync(MS_ASYNC) в режимах
MDBX_WRITEMAP+MDBX_SAFE_NOSYNC и т.п.
Гипотетически могут быть системы/платформы, на которых изменения в
разделяемой памяти не видны другим процессам до вызова msync(MS_ASYNC)
и/или до этого вызова не будет инициироваться вытеснение/запись таких
страниц на диск.
Поэтому использование msync(MS_ASYNC) вынесено под опцию
MDBX_MMAP_USE_MS_ASYNC, которая по-умолчанию включена только на системах
с MDBX_MMAP_INCOHERENT_FILE_WRITE или MDBX_MMAP_INCOHERENT_CPU_CACHE.
Это вынужденный читинг для "починки" сравнительных бенчмарков при
размещении БД в /dev/shm.
Проблема в том, что актуальные ядра Linux для файлов размещенных в tmpfs
возвращают mincore=false. В результате, в простейших бенчмарках видно
двукратное снижение производительности, просто из-за вызовов write()
выполняемых для prefault.
Из-за этого, в таких синтетических тестах, новая libmdbx становится
существенно медленнее предыдущих версий, в том числе LMDB.
Ошибка не была замечена ранее из-за много-ходового сценария воспроизведения:
1. Создаём экземпляр MDBX_env посредством mdbx_env_create();
2. Пытаемся открыть БД посредством mdbx_env_open() в режиме
чтения-записи и эта попытка должны быть неудачной;
3. Не освобождая экземпляр MDBX_env повторно открываем его в режиме
только-чтение;
4. Закрываем среду посредством mdbx_env_close().
Падение происходит на пункте 4, либо на пункте 3, если попытка
повторного открытия будет не успешной.
Причина в том, что внутренний экземпляр osal_ioring_t инициализировался
только для режимов чтения-записи, а разрушался всегда. При этом после
первого разрушения намеренно оставался в состоянии вызывающем падение
при использовании без инициализации.
[Simon Leier](https://t.me/leisim) сообщал об этой проблеме (теперь
понятно что это было), но из-за сложности сценария проблему не удалось
воспроизвести и идентифицировать.
Ранее упущенный не очевидный момент: При работе БД в режимах
не-синхронной/отложенной фиксации на диске, все процессы-писатели должны
иметь одинаковый режим MDBX_WRITEMAP.
В противном случае, сброс на диск следует выполнять дважды: сначала
msync(), затем fdatasync(). При этом msync() не обязан отрабатывать в
процессах без MDBX_WRITEMAP, так как файл в память отображен только для
чтения. Поэтому, в общем случае, различия по MDBX_WRITEMAP не позволяют
выполнить фиксацию данных на диск, после их изменения в другом процессе.
В режиме MDBX_UTTERLY_NOSYNC позволять совместную работу с MDBX_WRITEMAP
также не следует, поскольку никакой процесс (в том числе последний) не
может гарантированно сбросить данные на диск, а следовательно не должен
помечать какую-либо транзакцию как steady.
В результате, требуется либо запретить совместную работу процессам с
разным MDBX_WRITEMAP в режиме отложенной записи, либо отслеживать такое
смешивание и блокировать steady-пометки - что контрпродуктивно.
Исправление регрессии после коммита db72763de049d6e4546f838277fe83b9081ad1de.
После отключения затратой поддержки списка "грязных" страниц логика
page_retire_ex() оказалась не полной и требовала доработки. Из-за этого
страницы добавленные или клонированные-и-измененные в текущей
транзакции, которые становились не нужными, не возвращались к доступным
для немедленного использования, а помещались в retired-список
становящихся доступными в последующих транзакциях.
В результате, в некоторых сценариях, особенно с интенсивным расщеплением
страниц из-за вставки ключей, происходило необоснованно сильное
потребление/выделение страниц БД. В свою очередь, это приводило к
использованию излишнего кол-ва страниц, увеличению GC, росту RSS и
размеру БД.
Выпуск с существенными доработками и новой функциональностью
в память о российском борце [Иване Сергеевиче Ярыгине](https://ru.wikipedia.org/wiki/Ярыгин,_Иван_Сергеевич).
На Олимпийских играх в Мюнхене в 1972 году Иван Ярыгин уложил всех соперников на лопатки,
суммарно затратив менее 9 минут. Этот рекорд никем не побит до сих пор.
Новое:
------
- Поддержка всех основных опций при сборке посредством CMake.
- Требования к CMake понижены до версии 3.0.2 для возможности сборки для устаревших платформ.
- Добавлена возможность профилирования работы GC в сложных и/или нагруженных
сценариях (например Ethereum/Erigon). По-умолчанию соответствующий код отключен,
а для его активации необходимо указать опцию сборки `MDBX_ENABLE_PROFGC=1`.
- Добавлена функция `mdbx_env_warmup()` для "прогрева" БД с возможностью
закрепления страниц в памяти.
В утилиты `mdbx_chk`, `mdbx_copy` и `mdbx_dump` добавлены опции `-u` и `-U`
для активации соответствующего функционала.
- Отключение учета «грязных» страниц в не требующих этого режимах
(`MDBX_WRITEMAP` при `MDBX_AVOID_MSYNC=0`). Доработка позволяет снизить
накладные расходы и была запланирована давно, но откладывалась так как
требовала других изменений.
- Вытеснение из памяти (спиллинг) «грязных» страниц с учетом размера
large/overflow-страниц. Доработка позволяет корректно соблюдать политику
задаваемую опциями `MDBX_opt_txn_dp_limit`,
`MDBX_opt_spill_max_denominator`, `MDBX_opt_spill_min_denominator` и
была запланирована давно, но откладывалась так как требовала других
изменений.
- Для Windows в API добавлены UNICODE-зависимые определения макросов
`MDBX_DATANAME`, `MDBX_LOCKNAME` и `MDBX_LOCK_SUFFIX`.
- Переход на преимущественное использование типа `size_t` для
уменьшения накладных расходов на платформе Эльбрус.
- В API добавлены функции `mdbx_limits_valsize4page_max()` и
`mdbx_env_get_valsize4page_max()` возвращающие максимальный размер в
байтах значения, которое может быть размещена в одной
large/overflow-странице, а не последовательности из двух или более таких
страниц. Для таблиц с поддержкой дубликатов вынос значений на
large/overflow-страницы не поддерживается, поэтому результат совпадает с
`mdbx_limits_valsize_max()`.
- В API добавлены функции `mdbx_limits_pairsize4page_max()`и
`mdbx_env_get_pairsize4page_max()` возвращающие в байтах максимальный
суммарный размер пары ключ-значение для их размещения на одной листовой
страницы, без выноса значения на отдельную large/overflow-страницу. Для
таблиц с поддержкой дубликатов вынос значений на large/overflow-страницы
не поддерживается, поэтому результат определяет максимальный/допустимый
суммарный размер пары ключ-значение.
- Реализовано использование асинхронной (overlapped) записи в Windows,
включая использования небуфферизированного ввода-вывода и `WriteGather()`.
Это позволяет сократить накладные расходы и частично обойти проблемы
Windows с низкой производительностью ввода-вывода, включая большие
задержки `FlushFileBuffers()`. Новый код также обеспечивает консолидацию
записываемых регионов на всех платформах, а на Windows использование
событий (events) сведено к минимум, одновременно с автоматических
использованием `WriteGather()`. Поэтому ожидается существенное снижение
накладных расходов взаимодействия с ОС, а в Windows это ускорение, в
некоторых сценариях, может быть кратным в сравнении с LMDB.
- Добавлена опция сборки `MDBX_AVOID_MSYNC`, которая определяет
поведение libmdbx в режиме `MDBX_WRITE_MAP` (когда данные изменяются
непосредственно в отображенных в ОЗУ страницах БД):
* Если `MDBX_AVOID_MSYNC=0` (по умолчанию на всех системах кроме Windows),
то (как прежде) сохранение данных выполняется посредством `msync()`,
либо `FlushViewOfFile()` на Windows. На платформах с полноценной
подсистемой виртуальной памяти и адекватным файловым вводом-выводом
это обеспечивает минимум накладных расходов (один системный вызов)
и максимальную производительность. Однако, на Windows приводит
к значительной деградации, в том числе из-за того что после
`FlushViewOfFile()` требуется также вызов `FlushFileBuffers()`
с массой проблем и суеты внутри ядра ОС.
* Если `MDBX_AVOID_MSYNC=1` (по умолчанию только на Windows), то
сохранение данных выполняется явной записью в файл каждой измененной
страницы БД. Это требует дополнительных накладных расходов, как
на отслеживание измененных страниц (ведение списков "грязных"
страниц), так и на системные вызовы для их записи.
Кроме этого, с точки зрения подсистемы виртуальной памяти ядра ОС,
страницы БД измененные в ОЗУ и явно записанные в файл, могут либо
оставаться "грязными" и быть повторно записаны ядром ОС позже,
либо требовать дополнительных накладных расходов для отслеживания
PTE (Page Table Entries), их модификации и дополнительного копирования
данных. Тем не менее, по имеющейся информации, на Windows такой путь
записи данных в целом обеспечивает более высокую производительность.
- Улучшение эвристики включения авто-слияния записей GC.
- Изменение формата LCK и семантики некоторых внутренних полей. Версии
libmdbx использующие разный формат не смогут работать с одной БД
одновременно, а только поочередно (LCK-файл переписывается при открытии
первым открывающим БД процессом).
- В `C++` API добавлены методы фиксации транзакции с получением информации
о задержках.
- Added `MDBX_HAVE_BUILT IN_CPU_SUPPORTS` build option to control use GCC's
`__builtin_cpu_supports()` function, which could be unavailable on a fake
OSes (macos, ios, android, etc).
Исправления (без корректировок вышеперечисленных новых функций):
----------------------------------------------------------------
- Устранения ряда предупреждений при сборке посредством MinGW.
- Устранение ложно-положительных сообщений от Valgrind об использовании
не инициализированных данных из-за выравнивающих зазоров в `struct troika`.
- Исправлен возврат неожиданной ошибки `MDBX_BUSY` из функций `mdbx_env_set_option()`,
`mdbx_env_set_syncbytes()` и `mdbx_env_set_syncperiod()`.
- Небольшие исправления для совместимости с CMake 3.8
- Больше контроля и осторожности (паранойи) для страховки от дефектов `mremap()`.
- Костыль для починки сборки со старыми версиями `stdatomic.h` из GNU Lib C,
где макросы `ATOMIC_*_LOCK_FREE` ошибочно переопределяются через функции.
- Использование `fcntl64(F_GETLK64/F_SETLK64/F_SETLKW64)` при наличии.
Это решает проблему срабатывания проверочного утверждения при сборке для
платформ где тип `off_t` шире соответствующих полей `структуры flock`,
используемой для блокировки файлов.
- Доработан сбор информации о задержках при фиксации транзакций:
* Устранено искажение замеров длительности обновления GC
при включении отладочного внутреннего аудита;
* Защита от undeflow-нуля только общей задержки в метриках,
чтобы исключить ситуации, когда сумма отдельных стадий
больше общей длительности.
- Ряд исправлений для устранения срабатываний проверочных утверждения в
отладочных сборках.
- Более осторожное преобразование к типу `mdbx_tid_t` для устранения
предупреждений.
- Исправление лишнего сброса данных на диск в режиме `MDBX_SAFE_NOSYNC`
при обновлении GC.
- Fixed an extra check for `MDBX_APPENDDUP` inside `mdbx_cursor_put()`
which could result in returning `MDBX_EKEYMISMATCH` for valid cases.
- Fixed nasty `clz()` bug (by using `_BitScanReverse()`, only MSVC builds affected).
Мелочи:
-------
- Исторические ссылки cвязанные с удалённым на ~~github~~ проектом перенаправлены на [web.archive.org](https://web.archive.org/web/https://github.com/erthink/libmdbx).
- Синхронизированны конструкции CMake между проектами.
- Добавлено предупреждение о небезопасности RISC-V.
- Добавлено описание параметров `MDBX_debug_func` и `MDBX_debug_func`.
- Добавлено обходное решение для минимизации ложно-положительных
конфликтов при использовании файловых блокировок в Windows.
- Проверка атомарности C11-операций c 32/64-битными данными.
- Уменьшение в 42 раза значения по-умолчанию для `me_options.dp_limit`
в отладочных сборках.
- Добавление платформы `gcc-riscv64-linux-gnu` в список для цели `cross-gcc`.
- Небольшие правки скрипта `long_stochastic.sh` для работы в Windows.
- Удаление ненужного вызова `LockFileEx()` внутри `mdbx_env_copy()`.
- Добавлено описание использования файловых дескрипторов в различных режимах.
- Добавлено использование `_CrtDbgReport()` в отладочных сборках.
- Fixed an extra ensure/assertion check of `oldest_reader` inside `txn_end()`.
- Removed description of deprecated usage of `MDBX_NODUPDATA`.
- Fixed regression ASAN/Valgring-enabled builds.
- Fixed minor MingGW warning.
64 files changed, 5573 insertions(+), 2510 deletions(-)
Signed-off-by: Леонид Юрьев (Leonid Yuriev) <leo@yuriev.ru>
Выяснилось что утилита `mdbx_copy` и функции `mdbx_env_copy()` могут
создавать ПРОБЛЕМЫ если целевой файл расположен в encryptfs (такая
файловая система в Linux).
При этом может быть четыре исхода в зависимости от версии ядра и
положения звезд на небе:
- всё хорошо;
- плохие данные в копии без возврата ошибок;
- ошибка EINVAL(22) при копировании;
- oops или зависание ядра, отвал смонтированной encryptfs и т.п.
В текущем понимании, причина обусловлена ошибой в коде fs, которая
проявляется при использовании системного вызова `copy_file_range`.
Есть основание полагать, что mremap() может возвращать MAP_FAILED, но НЕ
устанавливать errno в некоторых пограничных ситуациях. Например, когда
системных ресурсов не хватает на актуализацию/копирование/клонирование
состояния отображения на финальной стадии, в том числе из-за раскраски
исходного отображения разными флагами через madvise().
Это решает проблему срабатывания проверочного утверждения при сборке для
платформ где тип off_t шире соответствующих полей структуры flock,
используемой для блокировки файлов.
Изменение формата LCK-файла означает что версии libmdbx использующие
разный формат не смогут работать с одной БД одновременно, а только
поочередно (LCK-файл переписывается при открытии первым открывающим БД
процессом).
1. Поле mti_unsynced_pages теперь 64-битное (чтобы не контролировать
переполнение) и перемещено для соблюдения выравнивания.
2. Поле mti_sync_timestamp переименовано в mti_eoos_timestamp
одновременно со сменой семантики. Теперь время отсчитывается не от
момента сброса данных на диск, а с момента входа в «грязное» состояние.
Скорее всего, текущая версия формата LCK не окончательная
и изменится до релиза.
При проверке использовалось глобальное значение me_dxb_mmap.current,
к которому не должны обращаться читающие транзакции. В результате,
в сложных много-поточных сценариях с изменением размера БД и её
переполнением, проверка могла выдавать ложно-положительный результат.
С точки зрения пользователя, ошибка могла проявляться как возврат
`MDBX_CORRUPTED` из читающей транзакции, когда включен "безопасный
режим" (дополнительный контроль), а в параллельной пишущей транзакции
происходит увеличение размера БД с последующим переполнением и откатом
этой транзакции. При этом никакого повреждения структуры БД нет.
Ассерт мог срабатывать из-за отсутствия бита P_LEAF2 в передаваемом проверочном значении.
На что-либо другое не влияло, но не следует понять почему этот недочет ны был выявлен тестами раньше.
В режиме MDBX_WRITEMAP с опцией сборки MDBX_AVOID_MSYNC=0 отслеживание грязных страниц не требуется.
Эта доработка устраняет еще одну из недоделок (пункт в TODO).
Ранее, при конвертации очень коротких интервалов в формат фиксированной
точки 16-точка-16, всегда выполнялось замещение нуля единицей. Т.е. если
интервал был не нулевым, но меньше 15.259 микросекунд (1/65536 секунды),
то вместо 0 возвращалось 1.
Это приводило к тому, что сумма длительности отдельных стадий нередко
была больше чем общее время фиксации транзакции. Проблема усугублялась,
если получаемые значения аккумулировались по серии транзакций.
Теперь такая защита от нуля выполняется только для общего времени,
но не для отдельных стадий.
Было:
latency(ms): preparation=72.69 gc=72.69 write=73.04 sync=141.40 ending=72.69 whole=142.14
Аккумулированная сумма длительности этапов ВТРОЕ(!) больше общей длительности.
Стало:
latency(ms): preparation=0.00 gc=0.02 write=0.79 sync=67.98 ending=0.00 whole=140.81
Аккумулированная сумма длительности этапов меньше общей длительности,
так как для каждой транзакции общая длительность возвращается не менее 15.259 микросекунд.
The planned frontward release with new superior features on the day of 20 anniversary of [Positive Technologies](https://ptsecurty.com).
New:
----
- The `Big Foot` feature which significantly reduces GC overhead for processing large lists of retired pages from huge transactions.
Now _libmdbx_ avoid creating large chunks of PNLs (page number lists) which required a long sequences of free pages, aka large/overflow pages.
Thus avoiding searching, allocating and storing such sequences inside GC.
- Improved hot/online validation and checking of database pages both for more robustness and performance.
- New solid and fast method to latch meta-pages called `Troika`.
The minimum of memory barriers, reads, comparisons and conditional transitions are used.
- New `MDBX_VALIDATION` environment options to extra validation of DB structure and pages content for carefully/safe handling damaged or untrusted DB.
- Accelerated ×16/×8/×4 by AVX512/AVX2/SSE2/Neon implementations of search page sequences.
- Added the `gcrtime_seconds16dot16` counter to the "Page Operation Statistics" that accumulates time spent for GC searching and reclaiming.
- Copy-with-compactification now clears/zeroes unused gaps inside database pages.
- The `C` and `C++` APIs has been extended and/or refined to simplify using `wchar_t` pathnames.
On Windows the `mdbx_env_openW()`, `mdbx_env_get_pathW()`, `mdbx_env_copyW()`, `mdbx_env_open_for_recoveryW()` are available for now,
but the `mdbx_env_get_path()` has been replaced in favor of `mdbx_env_get_pathW()`.
- Added explicit error message for Buildroot's Microblaze toolchain maintainers.
- Added `MDBX_MANAGE_BUILD_FLAGS` build options for CMake.
- Speed-up internal `bsearch`/`lower_bound` implementation using branchless tactic, including workaround for CLANG x86 optimiser bug.
- A lot internal refinement and micro-optimisations.
- Internally counted volume of dirty pages (unused for now but for coming features).
Fixes:
------
- Never use modern `__cxa_thread_atexit()` on Apple's OSes.
- Don't check owner for finished transactions.
- Fixed typo in `MDBX_EINVAL` which breaks MingGW builds with CLANG.
37 files changed, 7604 insertions(+), 7417 deletions(-)
Signed-off-by: Леонид Юрьев (Leonid Yuriev) <leo@yuriev.ru>
The stable bugfix release.
It is planned that this will be the last release of the v0.11 branch.
New:
----
- The C++ API has been refined to simplify support for `wchar_t` in path names.
- Added explicit error message for Buildroot's Microblaze toolchain maintainers.
Fixes:
------
- Never use modern `__cxa_thread_atexit()` on Apple's OSes.
- Use `MultiByteToWideChar(CP_THREAD_ACP)` instead of `mbstowcs()`.
- Don't check owner for finished transactions.
- Fixed typo in `MDBX_EINVAL` which breaks MingGW builds with CLANG.
Minors:
-------
- Fixed variable name typo.
- Using `ldd` to check used dso.
- Added `MDBX_WEAK_IMPORT_ATTRIBUTE` macro.
- Use current transaction geometry for untouched parameters when `env_set_geometry()` called within a write transaction.
- Minor clarified `iov_page()` failure case.
14 files changed, 263 insertions(+), 252 deletions(-)
Signed-off-by: Леонид Юрьев (Leonid Yuriev) <leo@yuriev.ru>
Устранение крайне маловероятного регресса после перехода на мета-тройку:
- процесс А открыает БД и читает мета-траницы для формирования тройки;
- процесс Б постоянно коммитит новые транзакции;
- есть шанс что процесс А при чтении разных мета страниц попадет на момент их обновления более одного раза,
это может привести к ложной ошибке коллизии мета-страниц,
так как для обновляемых мета-страниц будет виден нулевой номер транзакции.
The stable bugfix release.
It is planned that this will be the last release of the v0.11 branch.
Acknowledgements:
-----------------
- [Alex Sharov](https://github.com/AskAlexSharov) and Erigon team for reporting and testing.
- [Andrew Ashikhmin](https://gitflic.ru/user/yperbasis) for contributing.
New:
----
- Ability to customise `MDBX_LOCK_SUFFIX`, `MDBX_DATANAME`, `MDBX_LOCKNAME` just by predefine ones during build.
- Added to [`mdbx::env_managed`](https://libmdbx.dqdkfa.ru/group__cxx__api.html#classmdbx_1_1env__managed)'s methods a few overloads with `const char* pathname` parameter (C++ API).
Fixes:
------
- Fixed hang copy-with-compactification of a corrupted DB
or in case the volume of output pages is a multiple of `MDBX_ENVCOPY_WRITEBUF`.
- Fixed standalone non-CMake build on MacOS (`#include AvailabilityMacros.h>`).
- Fixed unexpected `MDBX_PAGE_FULL` error in rare cases with large database page sizes.
Minors:
-------
- Minor fixes Doxygen references, comments, descriptions, etc.
- Fixed copy&paste typo inside `meta_checktxnid()`.
- Minor fix `meta_checktxnid()` to avoid assertion in debug mode.
- Minor fix `mdbx_env_set_geometry()` to avoid returning `EINVAL` in particular rare cases.
- Minor refine/fix batch-get testcase for large page size.
- Added `--pagesize NN` option to long-stotastic test script.
- Updated Valgrind-suppressions file for modern GCC.
- Fixed `has no symbols` warning from Apple's ranlib.
18 files changed, 318 insertions(+), 178 deletions(-)
Signed-off-by: Леонид Юрьев (Leonid Yuriev) <leo@yuriev.ru>
1. Explicitly check and handle a race/collision case with `find_oldest_reader()`.
2. Handle "recovery mode" (me_stuck_meta >= 0) by the same code as for regular latch.
3. Add bailout error message for buggy compiler and/or hardware (paranoid).
1. Fix regression `assert: oldest >= lck->mti_oldest_reader.weak` after d4bf0a3332c7b05331ab0a87e3cd65b0903edc3c.
2. Add explicit check, kick and notice for stuck reader.
3. Made more e2k-frendly.
