Sesiones

En esta página, se describe el concepto avanzado de las sesiones en Spanner, incluidas las prácticas recomendadas para las sesiones cuando se crea una biblioteca cliente, con las APIs de REST o RPC, o con las bibliotecas cliente de Google.

Descripción general de las sesiones

Una sesión representa un canal de comunicación con el servicio de base de datos de Spanner. Una sesión se usa para realizar transacciones que leen, escriben o modifican datos en una base de datos de Spanner. Cada sesión se aplica a una única base de datos.

Las sesiones pueden ejecutar una o varias transacciones a la vez. Cuando se realizan varias transacciones, la sesión se denomina sesión multiplexada.

Las operaciones de lectura, escritura y consultas independientes usan una transacción internamente.

Beneficios de rendimiento de un grupo de sesiones

Crear una sesión es costoso. Para evitar el costo de rendimiento cada vez que se realiza una operación de base de datos, los clientes deben mantener un grupo de sesiones, que es un conjunto de sesiones disponibles que están listas para usar. El grupo debe almacenar sesiones existentes y mostrar el tipo adecuado de sesión cuando se solicite, así como controlar la limpieza de sesiones sin usar. Para ver un ejemplo de cómo implementar un grupo de sesiones, consulta el código fuente de una de las bibliotecas cliente de Spanner, como la biblioteca cliente de Go o la biblioteca cliente de Java.

Se espera que las sesiones sean de larga duración, por lo que, después de que una sesión se usa para una operación de base de datos, el cliente debe devolver la sesión al grupo para reutilizarla.

Descripción general de los canales de gRPC

El cliente de Spanner usa los canales de gRPC para la comunicación. Un canal de gRPC es similar a una conexión TCP. Un canal de gRPC puede manejar hasta 100 solicitudes simultáneas. Esto significa que una aplicación necesitará al menos tantos canales gRPC como la cantidad de solicitudes simultáneas que ejecutará la aplicación, dividida por 100.

El cliente de Spanner crea un grupo de canales de gRPC cuando lo creas.

Prácticas recomendadas para usar bibliotecas cliente de Google

A continuación, se describen las prácticas recomendadas para usar las bibliotecas cliente de Google para Spanner.

Configura la cantidad de sesiones y canales de gRPC en los grupos

Las bibliotecas cliente tienen una cantidad predeterminada de sesiones en el grupo de sesiones y una cantidad predeterminada de canales gRPC en el grupo de canales. Ambos valores predeterminados son adecuados para la mayoría de los casos. A continuación, se muestran las sesiones mínimas y máximas predeterminadas y la cantidad predeterminada de canales gRPC para cada lenguaje de programación.

C++

MinSessions: 100
MaxSessions: 400
NumChannels: 4

C#

MinSessions: 100
MaxSessions: 400
NumChannels: 4

Go

MinSessions: 100
MaxSessions: 400
NumChannels: 4

Java

MinSessions: 100
MaxSessions: 400
NumChannels: 4

Node.js

El cliente de Node.js no admite varios canales de gRPC. Por lo tanto, se recomienda crear varios clientes en lugar de aumentar el tamaño del grupo de sesiones a más de 100 sesiones para un solo cliente.

MinSessions: 25
MaxSessions: 100

PHP

El cliente PHP no admite una cantidad configurable de canales gRPC.

MinSessions: 1
MaxSessions: 500

Python

Python admite cuatro tipos de grupos de sesiones diferentes que puedes usar para administrar sesiones.

Rita

El cliente Ruby no admite varios canales de gRPC. Por lo tanto, se recomienda crear varios clientes en lugar de aumentar el tamaño del grupo de sesiones a más de 100 sesiones para un solo cliente.

MinSessions: 10
MaxSessions: 100

La cantidad de sesiones que usa tu aplicación es igual a la cantidad de transacciones simultáneas que ejecuta. Debes modificar la configuración del grupo de sesiones predeterminado solo si esperas que una sola instancia de aplicación ejecute más transacciones simultáneas de las que puede controlar el grupo de sesiones predeterminado.

Para aplicaciones de alta simultaneidad, se recomienda lo siguiente:

1. Configura MinSessions en la cantidad esperada de transacciones simultáneas que ejecutará un solo cliente.
2. Establece MaxSessions en la cantidad máxima de transacciones simultáneas que puede ejecutar un solo cliente.
3. Configura MinSessions=MaxSessions si la simultaneidad esperada no cambia mucho durante el ciclo de vida de la aplicación. Esto evita que el grupo de sesiones aumente o disminuya la escala. Aumentar o reducir la escala del grupo de sesiones también consume algunos recursos.
4. Establece NumChannels en MaxSessions / 100. Un canal de gRPC puede manejar hasta 100 solicitudes al mismo tiempo. Aumenta este valor si observas una latencia final alta (latencia de p95/p99), ya que esto podría ser un indicador de la congestión del canal de gRPC.

Cuando se aumenta la cantidad de sesiones activas, se usan recursos adicionales en el servicio de base de datos de Spanner y en la biblioteca cliente. Aumentar la cantidad de sesiones más allá de la necesidad real de la aplicación podría disminuir el rendimiento del sistema.

Aumentar el grupo de sesiones en lugar de aumentar la cantidad de clientes

El tamaño del grupo de sesiones para una aplicación determina cuántas transacciones simultáneas puede ejecutar una sola instancia de aplicación. No se recomienda aumentar el tamaño del grupo de sesiones más allá de la simultaneidad máxima que puede controlar una sola instancia de aplicación. Si la aplicación recibe un aumento de solicitudes que va más allá de la cantidad de sesiones del grupo, las solicitudes se ponen en cola mientras se espera a que una sesión esté disponible.

Los recursos que consume la biblioteca cliente son los siguientes:

1. Cada canal de gRPC usa una conexión TCP.
2. Cada invocación de gRPC requiere un subproceso. La cantidad máxima de subprocesos que utiliza la biblioteca cliente es igual a la cantidad máxima de consultas simultáneas que ejecuta la aplicación. Estos subprocesos se encuentran sobre cualquier subproceso que la aplicación utiliza para su propia lógica empresarial.

No se recomienda aumentar el tamaño del grupo de sesiones más allá de la cantidad máxima de subprocesos que una sola instancia de aplicación puede controlar. En su lugar, aumenta la cantidad de instancias de la aplicación.

Administra la fracción de sesiones de escritura

En el caso de algunas bibliotecas cliente, Spanner reserva una parte de las sesiones para transacciones de lectura y escritura, denominada fracción de sesiones de escritura. Si la app usa todas las sesiones de lectura, Spanner usa las sesiones de lectura y escritura, incluso para las transacciones de solo lectura. Las sesiones de lectura y escritura requieren una spanner.databases.beginOrRollbackReadWriteTransaction. Si el usuario tiene la función de IAM spanner.databaseReader, la llamada falla y Spanner muestra este mensaje de error:

generic::permission_denied: Resource %resource% is missing IAM permission:
spanner.databases.beginOrRollbackReadWriteTransaction

Para las bibliotecas cliente que mantienen una fracción de las sesiones de escritura, puedes establecer la fracción de las sesiones de escritura.

C++

Todas las sesiones de C++ son iguales. No hay sesiones de solo lectura o lectura y escritura.

C#

La fracción de sesiones de escritura predeterminada para C# es 0.2. Puedes cambiar la fracción con el campo WriteSessionsFraction de SessionPoolOptions.

Go

Todas las sesiones de Go son iguales. No hay sesiones de solo lectura o lectura y escritura.

Java

Todas las sesiones de Java son iguales. No hay sesiones de solo lectura o lectura y escritura.

Node.js

Todas las sesiones de Node.js son iguales. No hay sesiones de solo lectura o lectura y escritura.

PHP

Todas las sesiones de PHP son iguales. No hay sesiones de solo lectura o lectura y escritura.

Python

Python admite cuatro tipos de conjuntos de sesiones diferentes que puedes usar para administrar las sesiones de lectura y de lectura y escritura.

Rita

La fracción de sesiones de escritura predeterminada para Ruby es 0.3. Puedes cambiar la fracción con el método de inicialización client.

Prácticas recomendadas para crear una biblioteca cliente o usar REST/RPC

A continuación, se describen las prácticas recomendadas para implementar sesiones en una biblioteca cliente de Spanner o para usar sesiones con las APIs de REST o RPC.

Estas prácticas recomendadas solo se aplican si desarrollas una biblioteca cliente o si usas las APIs de REST/RPC. Si usas una de las bibliotecas cliente de Google para Spanner, consulta Prácticas recomendadas para usar las bibliotecas cliente de Google.

Crea y ajusta el tamaño del grupo de sesiones

Si quieres determinar un tamaño óptimo del grupo de sesiones para un proceso de cliente, establece el límite inferior en la cantidad de transacciones simultáneas esperadas y establece el límite superior en un número de prueba inicial, como 100. Si el límite superior no es adecuado, auméntalo. Aumentar la cantidad de sesiones activas usa recursos adicionales del servicio de base de datos de Spanner, por lo que, si no se limpian las sesiones sin usar, se puede disminuir el rendimiento. Para los usuarios que trabajan con la API de RPC, recomendamos no tener más de 100 sesiones por canal de gRPC.

Administra sesiones borradas

Hay tres formas de borrar una sesión:

• Un cliente puede borrar una sesión.
• El servicio de base de datos de Spanner puede borrar una sesión cuando esta está inactiva durante más de 1 hora.
• El servicio de base de datos de Spanner puede borrar una sesión si esta tiene más de 28 días de antigüedad.

Los intentos de usar una sesión borrada darán como resultado NOT_FOUND. Si encuentras este error, crea y usa una sesión nueva, agrégala al grupo y quita la sesión borrada del grupo.

Mantén en funcionamiento una sesión inactiva

El servicio de base de datos de Spanner se reserva el derecho de descartar una sesión sin usar. Si necesitas sí o sí mantener en funcionamiento una sesión inactiva, por ejemplo, si se espera un aumento significativo en el uso de la base de datos a corto plazo, entonces puedes evitar que se descarte la sesión. Realiza una operación poco costosa, como la ejecución de la consulta de SQL SELECT 1 para mantener en funcionamiento la sesión. Si tienes una sesión inactiva que no es necesaria para un uso a corto plazo, permite que Spanner la descarte y, luego, crea una nueva la próxima vez que necesites una.

Un caso para mantener en funcionamiento las sesiones es controlar la demanda máxima normal en la base de datos. Si el uso intensivo de bases de datos ocurre todos los días de 9:00 a.m. a 6:00 p.m., debes mantener algunas sesiones inactivas en funcionamiento durante ese tiempo, ya que es probable que sean necesarias durante el uso máximo. Después de las 6:00 p.m., puedes permitir que Spanner descarte las sesiones inactivas. Antes de las 9:00 a.m. todos los días, crea algunas sesiones nuevas a fin de que estén listas para la demanda esperada.

Otra situación es si tienes una aplicación que usa Spanner, pero debe evitar la sobrecarga de conexión cuando lo hace. Puedes mantener un conjunto de sesiones en funcionamiento para evitar la sobrecarga de conexión.

Oculta detalles de sesión del usuario de la biblioteca cliente

Si estás creando una biblioteca cliente, no expongas las sesiones al consumidor de la biblioteca cliente. Proporciona al cliente la posibilidad de realizar llamadas a la base de datos sin la complejidad de crear y mantener sesiones. Si deseas ver un ejemplo de una biblioteca cliente que oculta los detalles de la sesión al consumidor, consulta la biblioteca cliente de Spanner para Java.

Soluciona errores para escribir transacciones que no son idempotentes

Las transacciones de escritura sin protección de reproducción pueden aplicar mutaciones más de una vez. Si una mutación no es idempotente, una mutación que se aplica más de una vez podría provocar un error. Por ejemplo, una inserción puede fallar con ALREADY_EXISTS, incluso si la fila no existía antes del intento de escritura. Esto podría ocurrir si el servidor de backend confirmó la mutación, pero no pudo comunicar el resultado exitoso al cliente. En ese caso, se podría intentar otra vez la mutación, lo que provocaría el error ALREADY_EXISTS.

A continuación, se indican algunas formas posibles de solucionar esta situación cuando implementas tu propia biblioteca cliente o usas la API de REST:

• Estructura las escrituras para que sean idempotentes.
• Usa escrituras con protección de reproducción.
• Implementa un método que ejecute la lógica “upsert”: inserta una nueva o actualiza la existente.
• Soluciona el error en nombre del cliente.

Mantén conexiones estables

A fin de obtener el mejor rendimiento, la conexión que usas para alojar una sesión debe permanecer estable. Cuando cambia la conexión que aloja una sesión, Spanner puede anular la transacción activa en la sesión y causar una pequeña carga adicional en la base de datos mientras actualiza los metadatos de la sesión. No hay problema si algunas conexiones cambian de forma esporádica, pero debes evitar situaciones que podrían cambiar una gran cantidad de conexiones al mismo tiempo. Si usas un proxy entre el cliente y Spanner, debes mantener la estabilidad de la conexión para cada sesión.

Supervisa las sesiones activas

Puedes usar el comando ListSessions para supervisar sesiones activas en tu base de datos desde la línea de comandos, con la API de REST o la API de RPC. ListSessions muestra las sesiones activas para una base de datos determinada. Esto es útil si necesitas buscar la causa de una pérdida de sesión. (Una pérdida de sesión es un incidente en el que se crean sesiones, pero no se devuelven a un grupo de sesiones para reutilizarlas).

ListSessions te permite ver los metadatos sobre tus sesiones activas, incluido cuándo se creó una sesión y cuándo se usó por última vez. Si analizas estos datos, te guiarán en la dirección correcta para solucionar problemas de sesiones. Si la mayoría de las sesiones activas no tienen un approximate_last_use_time reciente, esto podría indicar que tu aplicación no está volviendo a usar las sesiones de forma correcta. Consulta la referencia de la API de RPC para obtener más información sobre el campo approximate_last_use_time.

Consulta la referencia de la API de REST, la referencia de la API de RPC o la referencia de la herramienta de línea de comandos de gcloud para obtener más información sobre el uso de ListSessions.

Limpieza automática de filtraciones de sesión

Vista previa — Automatic cleanup of session leaks

Esta función está sujeta a las "Condiciones de las Ofertas de Fase Previa a la DG" de la sección Condiciones Generales del Servicio de las Condiciones Específicas del Servicio. Las funciones de fase previa a la DG están disponibles “tal cual” y podrían tener asistencia limitada. Para obtener más información, consulta las descripciones de la etapa de lanzamiento.

Cuando usas todas las sesiones en el grupo de sesiones, cada transacción nueva espera hasta que una sesión se devuelva al grupo. Cuando se crean sesiones, pero no se devuelven al grupo de sesiones para su reutilización, esto se denomina fuga de sesión. Cuando se produce una fuga de sesión, las transacciones que esperan una sesión abierta se bloquean de forma indefinida y bloquean la aplicación. A menudo, las fugas de sesiones se deben a transacciones problemáticas que se ejecutan durante un tiempo extremadamente largo y no se confirman.

Puedes configurar el grupo de sesiones para que resuelva automáticamente estas transacciones inactivas. Cuando habilitas tu biblioteca cliente para resolver automáticamente la transición inactiva, identifica las transacciones problemáticas que pueden causar una pérdida de sesión, las quita del grupo de sesiones y las reemplaza por una sesión nueva.

Los registros también pueden ayudar a identificar estas transacciones problemáticas. Si el registro está habilitado, los registros de advertencia se comparten de forma predeterminada cuando más del 95% del grupo de sesiones está en uso. Si el uso de tus sesiones es superior al 95%, debes aumentar la cantidad máxima de sesiones permitidas en tu grupo de sesiones o es posible que tengas una fuga de sesión. Los registros de advertencia contienen seguimientos de pila de las transacciones que se ejecutan por más tiempo del esperado y pueden ayudar a identificar la causa del alto uso del grupo de sesiones. Los registros de advertencia se envían según la configuración del exportador de registros.

Habilitar la biblioteca cliente para resolver automáticamente las transacciones inactivas

Puedes habilitar la biblioteca cliente para que envíe registros de advertencias y resuelva las transacciones inactivas de forma automática, o bien habilitar la biblioteca cliente para que solo reciba los registros de advertencia.

Java

Para recibir registros de advertencia y quitar transacciones inactivas, usa setWarnAndCloseIfInactiveTransactions.

 final SessionPoolOptions sessionPoolOptions = SessionPoolOptions.newBuilder().setWarnAndCloseIfInactiveTransactions().build()

 final Spanner spanner =
         SpannerOptions.newBuilder()
             .setSessionPoolOption(sessionPoolOptions)
             .build()
             .getService();
 final DatabaseClient client = spanner.getDatabaseClient(databaseId);

Para recibir solo los registros de advertencias, usa setWarnIfInactiveTransactions.

 final SessionPoolOptions sessionPoolOptions = SessionPoolOptions.newBuilder().setWarnIfInactiveTransactions().build()

 final Spanner spanner =
         SpannerOptions.newBuilder()
             .setSessionPoolOption(sessionPoolOptions)
             .build()
             .getService();
 final DatabaseClient client = spanner.getDatabaseClient(databaseId);

Go

Para recibir registros de advertencias y quitar transacciones inactivas, usa SessionPoolConfig con InactiveTransactionRemovalOptions.

 client, err := spanner.NewClientWithConfig(
     ctx, database, spanner.ClientConfig{SessionPoolConfig: spanner.SessionPoolConfig{
         InactiveTransactionRemovalOptions: spanner.InactiveTransactionRemovalOptions{
         ActionOnInactiveTransaction: spanner.WarnAndClose,
         }
     }},
 )
 if err != nil {
     return err
 }
 defer client.Close()

Para recibir solo los registros de advertencias, usa customLogger.

 customLogger := log.New(os.Stdout, "spanner-client: ", log.Lshortfile)
 // Create a logger instance using the golang log package
 cfg := spanner.ClientConfig{
         Logger: customLogger,
     }
 client, err := spanner.NewClientWithConfig(ctx, db, cfg)

Sesiones multiplexadas

Las sesiones multiplexadas te permiten crear una cantidad ilimitada de solicitudes simultáneas a la vez. Las sesiones multiplexadas tienen las siguientes ventajas:

• Se redujeron los requisitos de recursos de backend. Por ejemplo, evitan las actividades de mantenimiento de sesión asociadas con el mantenimiento de la propiedad de la sesión y la recolección de elementos no utilizados.
• Sesión de larga duración que no requiere solicitudes de keep-alive cuando está inactiva
• Las bibliotecas cliente típicas pueden usar una sesión multiplexada para cada cliente. La cantidad de sesiones regulares en uso es menor para los clientes que utilizan sesiones multiplexadas para algunas operaciones en comparación con los clientes que solo usan sesiones regulares.
• No es necesario tener afinidad con un solo canal de gRPC. Los clientes pueden enviar solicitudes a varios canales para la misma sesión multiplexada.

Las sesiones multiplexadas admiten lo siguiente:

• La biblioteca cliente de Java
• Herramientas del ecosistema de Spanner que dependen de la biblioteca cliente de Java,
• APIs de Spanner para transacciones de solo lectura

Usa las métricas de OpenTelemetry para ver cómo se divide el tráfico entre el grupo de sesiones existente y la sesión multiplexada. OpenTelemetry tiene un filtro de métrica, is_multiplexed, que muestra sesiones multiplexadas cuando se establece en true.

Las sesiones multiplexadas están habilitadas de forma predeterminada para el adaptador de JDBC y PG. Para las bibliotecas cliente de Java, está inhabilitado de forma predeterminada. Usa la biblioteca cliente de Java para habilitar las sesiones multiplexadas. Para habilitar una sesión multiplexada con Java, consulta Habilita sesiones multiplexadas.

Habilitar sesiones multiplexadas

Para habilitar sesiones multiplexadas con el cliente de Java, establece GOOGLE_CLOUD_SPANNER_MULTIPLEXED_SESSIONS en true.

export GOOGLE_CLOUD_SPANNER_MULTIPLEXED_SESSIONS=TRUE

Consulta el tráfico de las sesiones regulares y multiplexadas

Opentelemetry tiene el filtro is_multiplexed para mostrar el tráfico de las sesiones multiplexadas. Establece este filtro en true to view multiplexed sessions andfalse` para ver las sesiones regulares.

1. Configura Opentelemetry para Spanner mediante los procedimientos de la sección Antes de comenzar de Spanner.

2. Navega al Explorador de métricas.

   Ir al Explorador de métricas

3. En el menú desplegable Métrica, filtra por generic.

4. Haz clic en Tarea genérica y navega a Spanner > Spanner/num_acquired_sessions.

5. En el campo Filtro, selecciona una de las siguientes opciones:

   a. is_multiplexed = false para ver las sesiones regulares. b. is_multiplexed = true para ver las sesiones multiplexadas.

   En la siguiente imagen, se muestra la opción Filtro con las sesiones multiplexadas seleccionadas.

Si deseas obtener más información sobre el uso de OpenTelemetry con Spanner, consulta Aprovecha OpenTelemetry para democratizar la observabilidad de Spanner y Examina la latencia en un componente de Spanner con OpenTelemetry.