Выпуск с существенными доработками и новой функциональностью в память о закрытом open-source проекте "Акула".
Благодарности:
--------------
- [Alex Sharov](https://t.me/AskAlexSharov) и команде [Erigon](https://github.com/ledgerwatch/erigon) за тестирование.
- [Simon Leier](https://t.me/leisim) за сообщение о сбоях и тестирование.
Новое:
------
- Использование адреса [https://libmdbx.dqdkfa.ru/dead-github](https://libmdbx.dqdkfa.ru/dead-github)
для отсылки к сохранённым в web.archive.org копиям ресурсов, уничтоженных администрацией Github.
- Реализована prefault-запись при выделении страниц для read-write отображений.
Это приводит к кратному снижению системных издержек и существенному увеличению
производительности в соответствующих сценариях использования, когда:
- размер БД и объём данных существенно больше ОЗУ;
- используется режим `MDBX_WRITEMAP`;
- не-мелкие транзакции (по ходу транзакции выделяется многие сотни или тысячи страниц).
В режиме `MDBX_WRITEMAP` выделение/переиспользование страниц приводит
к page-fault и чтению страницы с диска, даже если содержимое страницы
не нужно (будет перезаписано). Это является следствием работы подсистемы
виртуальной памяти, а штатный способ лечения через `MADV_REMOVE`
работает не на всех ФС и обычно дороже получаемой экономии.
Теперь в libmdbx используется "упреждающая запись" таких страниц,
которая на системах с [unified page cache](https://www.opennet.ru/base/dev/ubc.txt.html)
приводит к "вталкиванию" данных, устраняя необходимость чтения с диска при
обращении к такой странице памяти.
Новый функционал работает в согласованности с автоматическим управлением read-ahead
и кэшем статуса присутствия страниц в ОЗУ, посредством [mincore()](https://man7.org/linux/man-pages/man2/mincore.2.html).
- Добавлена опция `MDBX_opt_prefault_write_enable` для возможности принудительного
включения/выключения prefault-записи.
- Реализован динамический выбор между сквозной записью на диск и обычной записью
с последующим [fdatasync()](https://man7.org/linux/man-pages/man3/fdatasync.3p.html)
управляемый опцией `MDBX_opt_writethrough_threshold`.
В долговечных (durable) режимах данные на диск могут быть сброшены двумя способами:
- сквозной записью через файловый дескриптор открытый с `O_DSYNC`;
- обычной записью с последующим вызовом `fdatasync()`.
Первый способ выгоднее при записи малого количества страниц и/или если
канал взаимодействия с диском/носителем имеет близкую к нулю задержку.
Второй способ выгоднее если требуется записать много страниц и/или канал
взаимодействия имеет весомую задержку (датацентры, облака). Добавленная
опция `MDBX_opt_writethrough_threshold` позволяет во время выполнения
задать порог для динамического выбора способа записи в зависимости от
объема и конкретных условия использования.
- Автоматическая установка `MDBX_opt_rp_augment_limit` в зависимости от размера БД.
- Запрещение разного режима `MDBX_WRITEMAP` между процессами в режимах
с отложенной/ленивой записью, так как в этом случае невозможно
обеспечить сброс данных на диск во всех случаях на всех поддерживаемых платформах.
- Добавлена опция сборки `MDBX_MMAP_USE_MS_ASYNC` позволяющая отключить
использование системного вызова `msync(MS_ASYNC)`, в использовании
которого нет необходимости на подавляющем большинстве актуальных ОС.
По-умолчанию `MDBX_MMAP_USE_MS_ASYNC=0` (выключено) на Linux и других
системах с unified page cache. Такое поведение (без использования
`msync(MS_ASYNC)`) соответствует неизменяемой (hardcoded) логике LMDB. В
результате, в простых/наивных бенчмарках, libmdbx опережает LMDB
примерна также как при реальном применении.
На всякий случай стоит еще раз отметить/напомнить, что на Windows
предположительно libmdbx будет отставать от LMDB в сценариях с
множеством мелких транзакций, так как libmdbx осознанно использует на
Windows файловые блокировки, которые медленные (плохо реализованы в ядре
ОС), но позволяют застраховать пользователей от массы неверных действий
приводящих к повреждению БД.
- Поддержка не-печатных имен для subDb.
- Добавлен явный выбор `tls_model("local-dynamic")` для обзода проблемы
`relocation R_X86_64_TPOFF32 against FOO cannot be used with -shared`
из-за ошибки в CLANG приводящей к использованию неверного режима `ls_model`.
- Изменение тактики слияния страниц при удалении.
Теперь слияние выполняется преимущественно с уже измененной/грязной страницей.
Если же справа и слева обе страницы с одинаковым статусом,
то с наименее заполненной, как прежде. В сценариях с массивным удалением
это позволяет увеличить производительность до 50%.
- Добавлен контроль отсутствия LCK-файлов с альтернативным именованием.
Исправления (без корректировок новых функций):
----------------------------------------------
- Изменение размера отображения если это требуется для сброса данных на
диск при вызове `mdbx_env_sync()` из параллельного потока выполнения вне
работающей транзакции.
- Исправление регресса после коммита db72763de049d6e4546f838277fe83b9081ad1de от 2022-10-08
в логике возврата грязных страниц в режиме `MDBX_WRITEMAP`, из-за чего
освободившиеся страницы использовались не немедленно, а попадали в
retired-список совершаемой транзакции и происходил необоснованный рост
размера транзакции.
- Устранение SIGSEGV или ошибочного вызова `free()` в ситуациях
повторного открытия среды посредством `mdbx_env_open()`.
- Устранение ошибки совершенной в коммите fe20de136c22ed3bc4c6d3f673e79c106e824f60 от 2022-09-18,
в результате чего на Linux в режиме `MDBX_WRITEMAP` никогда не вызывался `msync()`.
Проблема существует только в релизе 0.12.2.
- Добавление подсчета грязных страниц в `MDBX_WRITEMAP` для предоставления посредством `mdbx_txn_info()`
актуальной информации об объеме изменений в процессе транзакций чтения-записи.
- Исправление несущественной опечатки в условиях `#if` определения порядка байт.
- Исправление сборки для случая `MDBX_PNL_ASCENDING=1`.
Ликвидация технических долгов и мелочи:
---------------------------------------
- Доработка поддержки авто-слияния записей GC внутри `page_alloc_slowpath()`.
- Устранение несущественных предупреждений Coverity.
- Использование единого курсора для поиска в GC.
- Переработка внутренних флагов связанных с выделением страниц из GC.
- Доработка подготовки резерва перед обновлением GC при включенном BigFoot.
- Оптимизация `pnl_merge()` для случаев неперекрывающихся объединяемых списков.
- Оптимизация поддержки отсортированного списка страниц в `dpl_append()`.
- Ускорение работы `mdbx_chk` при обработке пользовательских записей в `@MAIN`.
- Переработка LRU-отметок для спиллинга.
- Переработка контроля "некогерентности" Unified page cache для уменьшения накладных расходов.
- Рефакторинг и микрооптимизация.
20 files changed, 4504 insertions(+), 2924 deletions(-)
Signed-off-by: Леонид Юрьев (Leonid Yuriev) <leo@yuriev.ru>
Цель в том, чтобы уменьшить кол-во условных и безусловных переходов при
сравнениях равно/неравно, в том числе избегать вызовов задаваемых
кастомных компаратаров и memcmp() для коротких ключей/значений.
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.
