Utilização de métricas da CPU

Nesta página, descrevemos as métricas de uso da CPU fornecidas pelo Spanner. É possível visualizar essas métricas no console do Google Cloud e no console do Cloud Monitoring.

Uso da CPU e prioridade da tarefa

O Spanner mede o uso da CPU com base na origem e na prioridade da tarefa.

  • Origem: uma tarefa pode ser iniciada pelo usuário ou pelo sistema.

  • Prioridade: a prioridade ajuda o Spanner a determinar quais tarefas precisam ser executadas primeiro. A prioridade das tarefas do sistema é predeterminada e não pode ser configurada. As tarefas do usuário são executadas em alta prioridade, a menos que especificado de outra forma. Muitas solicitações de dados, como read e executeSql, permitem especificar uma prioridade mais baixa. Isso pode ser útil, por exemplo, quando você está executando consultas de manutenção ou análise em lote que não têm SLOs de desempenho rigorosos.

    Tarefas de maior prioridade, em geral, serão executadas antes das tarefas de menor prioridade. O Spanner permite que tarefas de alta prioridade utilizem até 100% dos recursos disponíveis da CPU, mesmo que haja tarefas concorrentes de menor prioridade. Embora as tarefas do sistema de menor prioridade possam ser atrasadas a curto prazo, elas precisam ser executadas em algum momento. Portanto, é preciso provisionar sua instância com capacidade de computação suficiente para processar todas as tarefas.

    Se não houver tarefas de alta prioridade, o Spanner utilizará até 100% dos recursos de CPU disponíveis para concluir as tarefas de menor prioridade mais rapidamente. Os picos no uso em segundo plano não são um sinal de problema. Tarefas de prioridade mais baixa podem ser passadas para tarefas de prioridade mais alta, incluindo tarefas de usuários, quase instantaneamente.

A tabela a seguir mostra exemplos para cada tarefa:

Tarefas do usuário Tarefas do sistema
Alta prioridade Inclui solicitações de dados, como read ou executeSql, em que nenhuma prioridade ou PRIORITY_HIGH é especificado. Isso inclui a divisão de dados.
Prioridade média Inclui:
  • Solicitações de dados em que PRIORITY_MEDIUM é especificado
  • Leituras e gravações emitidas por jobs do Dataflow, incluindo Import e Export.
 Inclui:
Prioridade baixa Inclui solicitações de dados em que PRIORITY_LOW é especificado. Inclui:
  • Preenchimento de um índice.
  • Como preencher uma coluna gerada

Métricas disponíveis

O Spanner fornece as seguintes métricas de uso da CPU:

  • Uso suavizado da CPU: uma média contínua do uso total da CPU como uma porcentagem dos recursos da CPU da instância para cada banco de dados. Cada ponto de dados é uma média das últimas 24 horas. Use essa métrica para criar alertas e analisar o uso da CPU durante um longo período de tempo, por exemplo, 24 horas. É possível visualizar um gráfico dessa métrica no console do Google Cloud ou no console do Cloud Monitoring como Média contínua de 24 horas.

  • Uso da CPU por prioridade: o uso da CPU como porcentagem dos recursos de CPU da instância, agrupado por prioridade, tarefas iniciadas pelo usuário e pelo sistema. Use essa métrica para criar alertas e analisar o uso da CPU de maneira abrangente. É possível visualizar um gráfico dessa métrica no console do Google Cloud ou no console do Cloud Monitoring.

  • Uso da CPU por tipo de operação: o uso da CPU como uma porcentagem dos recursos de CPU da instância, agrupado por operações iniciadas pelo usuário, como leituras, gravações e confirmações. Use essa métrica para ver uma análise detalhada do uso da CPU e solucionar outros problemas, conforme explicado em Como investigar o alto uso de CPU. É possível criar um gráfico para essa métrica no Console do Cloud Monitoring.

    Também é possível usar o console do Cloud Monitoring para criar alertas de utilização da CPU, conforme descrito posteriormente.

A tabela a seguir especifica nossas recomendações para o uso máximo da CPU para instâncias regionais, birregionais e multirregionais. Esses números garantem que sua instância tenha capacidade de computação suficiente para continuar a disponibilizar o tráfego em caso de perda de uma zona inteira (para instâncias regionais) ou de uma região inteira (para instâncias birregionais e multirregionais).

Métrica Máximo para instâncias regionais Máximo por região para instâncias multirregionais e birregionais
Total de alta prioridade 65% 45%
Agregado suavizado de 24 horas 90% 90%

Para ajudar você a ficar abaixo dos valores máximos recomendados, crie alertas no Cloud Monitoring que rastreiem a utilização de CPU de alta prioridade e a utilização média da CPU por 24 horas.

O uso da CPU pode afetar as latências de solicitações. A sobrecarga de um servidor de back-end individual é um gatilho para latências de solicitação mais altas. Os aplicativos precisam executar comparativos de mercado e monitoramento ativo para verificar se o Spanner atende aos requisitos de desempenho.

Assim, para aplicativos sensíveis ao desempenho, talvez seja necessário reduzir ainda mais o uso da CPU com as técnicas descritas na próxima seção.

Uso da CPU acima de 100%

Em certos casos, a utilização da CPU de uma instância do Spanner pode chegar acima de 100%. Isso significa que a instância está usando mais recursos de CPU do que a quantidade configurada para ela.

Recursos de CPU acima de 100% podem ser usados para fornecer um desempenho melhor e mais previsível durante picos de utilização da CPU, por exemplo, causados por um aumento repentino no tráfego de solicitações.

Qualquer capacidade de CPU acima de 100% NÃO é garantida e não deve ser usada para operações normais do banco de dados.

Executar uma instância do Spanner perto ou acima de 100% do uso da CPU por um período prolongado tem o risco de prejudicar o desempenho e a latência normais da operação. Os recursos extras de CPU não são um mecanismo seguro em que confiar para um desempenho consistente.

Os clientes não são cobrados por esse uso adicional da CPU.

Redução do uso da CPU

Esta seção explica como reduzir o uso da CPU de uma instância.

Em geral, recomendamos que primeiro você aumente a capacidade de computação da instância. Depois de aumentar a capacidade de computação, é possível investigar e abordar as causas do alto uso da CPU.

Como aumentar a capacidade de computação

Se você exceder o uso máximo recomendado da CPU, recomendamos aumentar a capacidade de computação da instância para que ela continue funcionando de maneira eficaz. Se quiser automatizar esse processo, crie um aplicativo que monitore o uso da CPU. Depois, aumente e diminua a capacidade de computação necessária usando o método UpdateInstance.

Para determinar a capacidade de computação necessária, considere o pico de uso da CPU por alta prioridade e a média suavizada de 24 horas. Sempre reserve capacidade de computação suficiente para manter o uso da CPU abaixo do nível máximo recomendado. Como descrito anteriormente, talvez seja necessário alocar capacidade de computação extra para aplicativos sensíveis ao desempenho (por exemplo, para acomodar picos de carga de trabalho).

Se você não tiver capacidade de computação suficiente, o Spanner adia tarefas por nível de prioridade. Tarefas de sistema de baixa prioridade, como compactação de banco de dados e validação de alteração de esquema, podem ser adiadas, dando lugar a tarefas do usuário. No entanto, essas tarefas são essenciais para a integridade da instância, e o Spanner não pode adiá-las indefinidamente. Se o Spanner não puder concluir as tarefas de sistema de baixa prioridade em um determinado período (de várias horas a um dia) devido a recursos de computação insuficientes, ele poderá aumentar a prioridade das tarefas do sistema. Essa alteração afeta o desempenho das tarefas do usuário.

Como investigar mais com ferramentas de introspecção

Se a métrica Utilização da CPU por tipo de operação indicar que um determinado tipo de operação está contribuindo para a alta utilização da CPU, use as ferramentas de introspecção do Spanner para resolver outros problemas. Para mais informações, consulte Como investigar o alto uso de CPU.

A seguir