Sitzungen

Auf dieser Seite wird das erweiterte Konzept von Sitzungen in Spanner beschrieben, einschließlich Best Practices für Sitzungen beim Erstellen einer Clientbibliothek, der REST API oder der RPC API oder der Google-Clientbibliotheken.

Sitzungen im Überblick

Eine Sitzung stellt einen Kommunikationskanal mit dem Spanner-Datenbankdienst dar. Mit einer Sitzung werden Transaktionen ausgeführt, die Daten in einer Spanner-Datenbank lesen, schreiben oder ändern. Jede Sitzung gilt für eine einzige Datenbank.

Sitzungen können jeweils nur eine Transaktion ausführen. Eigenständige Lesevorgänge, Schreibvorgänge und Abfragen verwenden interne Transaktionen und werden auf die Transaktionsgrenze angerechnet.

Leistungsvorteile eines Sitzungspools

Das Erstellen einer Sitzung ist teuer. Um Leistungskosten bei jedem Datenbankvorgang zu vermeiden, sollten Kunden einen Sitzungspool beibehalten. Dabei handelt es sich um einen Pool verfügbarer Sitzungen, die einsatzbereit sind. Der Pool sollte vorhandene Sitzungen speichern, auf Anfrage den entsprechenden Sitzungstyp zurückgeben und nicht verwendete Sitzungen bereinigen. Ein Beispiel für die Implementierung eines Sitzungspools finden Sie im Quellcode für eine der Spanner-Clientbibliotheken, z. B. die Go-Clientbibliothek oder die Java-Clientbibliothek.

Sitzungen sind langlebig angelegt. Nachdem eine Sitzung für einen Datenbankvorgang verwendet wurde, sollte der Client die Sitzung zur Wiederverwendung an den Pool zurückgeben.

Übersicht über gRPC-Kanäle

gRPC-Kanäle werden vom Spanner-Client für die Kommunikation verwendet. Ein gRPC-Kanal entspricht in etwa einer TCP-Verbindung. Ein gRPC-Kanal kann bis zu 100 gleichzeitige Anfragen verarbeiten. Das bedeutet, dass eine Anwendung mindestens so viele gRPC-Kanäle wie die Anzahl der von der Anwendung gleichzeitig ausgeführten Anfragen benötigt, geteilt durch 100.

Der Spanner-Client erstellt beim Erstellen einen Pool von gRPC-Kanälen.

Best Practices für die Verwendung von Google-Clientbibliotheken

Im Folgenden werden Best Practices für die Verwendung der Google-Clientbibliotheken für Spanner beschrieben.

Anzahl der Sitzungen und gRPC-Kanäle in den Pools konfigurieren

Die Clientbibliotheken haben eine Standardanzahl von Sitzungen im Sitzungspool und eine Standardanzahl von gRPC-Kanälen im Kanalpool. Beide Standardeinstellungen sind für die meisten Fälle ausreichend. Im Folgenden finden Sie die minimalen und maximalen Sitzungen sowie die Standardanzahl von gRPC-Kanälen für jede Programmiersprache.

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

Der Node.js-Client unterstützt nicht mehrere gRPC-Kanäle. Es empfiehlt sich daher, mehrere Clients zu erstellen, anstatt die Größe des Sitzungspools auf über 100 Sitzungen für einen einzelnen Client zu erhöhen.

MinSessions: 25
MaxSessions: 100

PHP

Der PHP-Client unterstützt keine konfigurierbare Anzahl von gRPC-Kanälen.

MinSessions: 1
MaxSessions: 500

Python

Python unterstützt vier verschiedene Sitzungspooltypen, die Sie zur Verwaltung von Sitzungen verwenden können.

Ruby

Der Ruby-Client unterstützt nicht mehrere gRPC-Kanäle. Es empfiehlt sich daher, mehrere Clients zu erstellen, anstatt die Größe des Sitzungspools auf über 100 Sitzungen für einen einzelnen Client zu erhöhen.

MinSessions: 10
MaxSessions: 100

Die Anzahl der Sitzungen, die Ihre Anwendung verwendet, entspricht der Anzahl der gleichzeitigen Transaktionen, die Ihre Anwendung ausführt. Sie sollten die Einstellungen für den Standardsitzungspool nur ändern, wenn Sie davon ausgehen, dass eine einzelne Anwendungsinstanz mehr gleichzeitige Transaktionen ausführt, als der Standardsitzungspool verarbeiten kann.

Für Anwendungen mit hoher Nebenläufigkeit wird Folgendes empfohlen:

1. Legen Sie für MinSessions die erwartete Anzahl gleichzeitiger Transaktionen fest, die ein einzelner Client ausführt.
2. Legen Sie für MaxSessions die maximale Anzahl gleichzeitiger Transaktionen fest, die ein einzelner Client ausführen kann.
3. Legen Sie MinSessions=MaxSessions fest, wenn sich die erwartete Nebenläufigkeit während der Lebensdauer der Anwendung nur geringfügig ändert. Dadurch wird verhindert, dass der Sitzungspool hoch- oder herunterskaliert. Das Hoch- oder Herunterskalieren des Sitzungspools verbraucht auch einige Ressourcen.
4. Setzen Sie NumChannels auf MaxSessions / 100. Ein gRPC-Kanal kann bis zu 100 Anfragen gleichzeitig verarbeiten. Erhöhen Sie diesen Wert, wenn Sie eine hohe Latenz (p95/p99) beobachten, da dies ein Hinweis auf eine Überlastung des gRPC-Kanals sein könnte.

Wenn Sie die Anzahl aktiver Sitzungen erhöhen, werden zusätzliche Ressourcen im Spanner-Datenbankdienst und in der Clientbibliothek verwendet. Wenn Sie die Anzahl der Sitzungen über die tatsächliche Notwendigkeit der Anwendung hinaus erhöhen, kann die Leistung Ihres Systems beeinträchtigt werden.

Den Sitzungspool erhöhen, anstatt die Anzahl der Clients zu erhöhen

Die Sitzungspoolgröße für eine Anwendung bestimmt, wie viele gleichzeitige Transaktionen eine einzelne Anwendungsinstanz ausführen kann. Es wird nicht empfohlen, den Sitzungspool über die maximale Nebenläufigkeit hinaus zu vergrößern, die eine einzelne Anwendungsinstanz verarbeiten kann. Wenn die Anwendung eine Burst von Anfragen empfängt, die über die Anzahl der Sitzungen im Pool hinausgeht, werden die Anfragen in die Warteschlange gestellt, bis eine Sitzung verfügbar ist.

Folgende Ressourcen werden von der Clientbibliothek verbraucht:

1. Jeder gRPC-Kanal verwendet eine TCP-Verbindung.
2. Für jeden gRPC-Aufruf ist ein Thread erforderlich. Die maximale Anzahl von Threads, die von der Clientbibliothek verwendet wird, entspricht der maximalen Anzahl gleichzeitiger Abfragen, die die Anwendung ausführt. Diese Threads stehen auf allen Threads, die die Anwendung für ihre eigene Geschäftslogik verwendet.

Es wird nicht empfohlen, den Sitzungspool über die maximale Anzahl von Threads zu erhöhen, die eine einzelne Anwendungsinstanz verarbeiten kann. Erhöhen Sie stattdessen die Anzahl der Anwendungsinstanzen.

Anteil der Schreibsitzungen verwalten

Bei einigen Clientbibliotheken reserviert Spanner einen Teil der Sitzungen für nicht schreibgeschützte Transaktionen. Dies wird als „Anteil der Schreibsitzungen“ bezeichnet. Wenn Ihre Anwendung alle Lesesitzungen belegt, verwendet Spanner die nicht schreibgeschützten Sitzungen auch für schreibgeschützte Transaktionen. Für Lese-/Schreibvorgänge ist spanner.databases.beginOrRollbackReadWriteTransaction erforderlich. Wenn der Nutzer die IAM-Rolle spanner.databaseReader hat, schlägt der Aufruf fehl und Spanner gibt die folgende Fehlermeldung zurück:

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

Bei Clientbibliotheken, die einen Anteil an Schreibsitzungen haben, können Sie diesen festlegen.

C++

Alle C ++-Sitzungen sind identisch. Es gibt weder schreibgeschützte noch nicht schreibgeschützte Sitzungen.

C#

Der Standardanteil der Schreibsitzungen bei C# ist 0,2. Sie können ihn im Feld „WriteSessionsFraction“ von SessionPoolOptions ändern.

Einfach loslegen (Go)

Alle Go-Sitzungen sind gleich. Es gibt weder schreibgeschützte noch nicht schreibgeschützte Sitzungen.

Java

Alle Java-Sitzungen sind gleich. Es gibt weder schreibgeschützte noch nicht schreibgeschützte Sitzungen.

Node.js

Alle Node.js-Sitzungen sind identisch. Es gibt weder schreibgeschützte noch nicht schreibgeschützte Sitzungen.

PHP

Alle PHP-Sitzungen sind gleich. Es gibt keine schreibgeschützten bzw. nicht schreibgeschützten Sitzungen.

Python

Python unterstützt vier verschiedene Sitzungspooltypen, die Sie zum Verwalten von schreibgeschützten und nicht schreibgeschützten Sitzungen verwenden können.

Ruby

Der Standardanteil der Schreibsitzungen bei Ruby ist 0,3. Sie können ihn mit der client initialize-Methode ändern.

Best Practices beim Erstellen einer Clientbibliothek oder bei Verwendung von REST/RPC

Im Folgenden werden Best Practices für die Implementierung von Sitzungen in einer Clientbibliothek für Spanner oder für die Verwendung von Sitzungen mit der REST API oder der RPC API beschrieben.

Diese Best Practices gelten nur, wenn Sie eine Clientbibliothek entwickeln oder wenn Sie REST/RPC-APIs verwenden. Wenn Sie eine der Google-Clientbibliotheken für Spanner verwenden, lesen Sie die Best Practices bei der Verwendung von Google-Clientbibliotheken.

Sitzungspool erstellen und seine Größe anpassen

Um eine optimale Größe des Sitzungspools für einen Clientprozess zu bestimmen, legen Sie die untere Grenze auf die Anzahl der erwarteten gleichzeitigen Transaktionen fest und die Obergrenze auf eine anfängliche Testzahl, z. B. 100. Wenn die obere Grenze nicht ausreicht, setzen Sie sie herauf. Wenn Sie die Anzahl der aktiven Sitzungen erhöhen, werden zusätzliche Ressourcen für den Spanner-Datenbankdienst verwendet. Wenn nicht verwendete Sitzungen nicht bereinigt werden, kann die Leistung beeinträchtigt werden. Für Nutzer, die mit der RPC API arbeiten, empfehlen wir, nicht mehr als 100 Sitzungen pro gRPC-Kanal zu haben.

Gelöschte Sitzungen

Es gibt drei Möglichkeiten, eine Sitzung zu löschen:

• Ein Client kann eine Sitzung löschen.
• Der Spanner-Datenbankdienst kann eine Sitzung löschen, wenn sie länger als eine Stunde inaktiv ist.
• Der Spanner-Datenbankdienst kann eine Sitzung löschen, wenn sie älter als 28 Tage ist.

Beim Versuch, eine gelöschte Sitzung zu verwenden, wird NOT_FOUND zurückgegeben. Wenn dieser Fehler auftritt, erstellen und verwenden Sie eine neue Sitzung, fügen Sie die neue Sitzung dem Pool hinzu und entfernen Sie die gelöschte Sitzung aus dem Pool.

Inaktive Sitzung offen halten

Der Spanner-Datenbankdienst behält sich das Recht vor, eine nicht verwendete Sitzung zu löschen. Wenn Sie eine inaktive Sitzung unbedingt offen halten müssen, wenn z. B. eine signifikante Erhöhung der Datenbanknutzung in naher Zukunft erwartet wird, können Sie verhindern, dass die Sitzung gelöscht wird. Führen Sie einen kostengünstigen Vorgang wie das Ausführen der SQL-Abfrage SELECT 1 durch, um die Sitzung aktiv zu halten. Wenn Sie eine inaktive Sitzung haben, die in naher Zukunft nicht benötigt wird, lassen Sie Spanner die Sitzung löschen. Erstellen Sie eine neue Sitzung, wenn das nächste Mal eine Sitzung benötigt wird.

Ein Szenario, in dem Sitzungen offen gehalten werden, ist der Umgang mit regulärer Spitzennachfrage der Datenbank. Wenn eine starke Datenbanknutzung täglich von 9:00 Uhr bis 18:00 Uhr stattfindet, sollten Sie während dieser Zeit einige inaktive Sitzungen offen halten, da diese wahrscheinlich zu Spitzenzeiten erforderlich sind. Nach 18:00 Uhr kann Spanner inaktive Sitzungen löschen lassen. Erstellen Sie jeden Tag vor 9:00 Uhr einige neue Sitzungen, damit sie für die erwartete Nachfrage bereitstehen.

Ein anderes Szenario wäre, wenn Sie eine Anwendung haben, die Spanner verwendet, aber den Verbindungsaufwand dabei vermeiden muss. Sie können eine Gruppe von Sitzungen offen halten, um den Verbindungsaufwand zu vermeiden.

Sitzungsdetails vom Clientbibliotheksbenutzer ausblenden

Wenn Sie eine Clientbibliothek erstellen, sollten dem Clientbibliotheksnutzer keine Sitzungen angezeigt werden. Stellen Sie die Möglichkeit für den Client bereit, Datenbankaufrufe ohne den Aufwand der Erstellung und Verwaltung von Sitzungen durchzuführen. Ein Beispiel für eine Clientbibliothek, in der die Sitzungsdetails für Nutzer der Clientbibliothek ausgeblendet werden, finden Sie in der Spanner-Clientbibliothek für Java.

Fehler bei Schreibtransaktionen bearbeiten, die nicht idempotent sind

Schreibtransaktionen ohne Wiederholungsschutz können Mutationen mehr als einmal anwenden. Wenn eine Mutation nicht idempotent ist, kann eine Mutation, die mehrmals angewendet wird, zu einem Fehler führen. Beispiel: Eine Einfügung (Insert) kann den Fehler ALREADY_EXISTS verursachen, obwohl die Zeile vor dem Schreibversuch nicht vorhanden war. Dies kann passieren, wenn der Back-End-Server die Mutation festgeschrieben hat, den Erfolg jedoch nicht dem Client mitteilen konnte. In diesem Fall könnte die Mutation wiederholt werden, was aber zu dem Fehler ALREADY_EXISTS führen würde.

Im Folgenden sind einige Möglichkeiten aufgelistet, wie Sie mit diesem Szenario bei der Bereitstellung Ihrer eigenen Clientbibliothek oder bei der Verwendung der REST API verfahren können:

• Strukturieren Sie Ihre Schreibvorgänge so, dass sie idempotent sind.
• Verwenden Sie Schreibvorgänge mit Wiederholungsschutz.
• Implementieren Sie eine Methode mit der Logik "upsert", d. h. einfügen, wenn neu, oder aktualisieren, wenn bereits vorhanden.
• Bearbeiten Sie den Fehler für den Client.

Für stabile Verbindungen sorgen

Für eine optimale Leistung sollte die Verbindung, die Sie zum Hosten einer Sitzung verwenden, stabil sein. Wenn sich die Verbindung zum Host einer Sitzung ändert, bricht Spanner möglicherweise die aktive Transaktion in der Sitzung ab und verursacht eine geringe zusätzliche Belastung Ihrer Datenbank, während die Sitzungsmetadaten aktualisiert werden. Wenn sich einige Verbindungen gelegentlich ändern, ist das kein Problem, aber Sie sollten Situationen vermeiden, in denen sich eine große Anzahl von Verbindungen gleichzeitig ändert. Wenn Sie einen Proxy zwischen dem Client und Spanner verwenden, sollten Sie für jede Sitzung die Stabilität der Verbindung aufrechterhalten.

Aktive Sitzungen beobachten

Mit dem Befehl "ListSessions" können Sie aktive Sitzungen in Ihrer Datenbank über die Befehlszeile, mit der REST API oder mit der RPC API überwachen. "ListSessions" zeigt die aktiven Sitzungen für eine bestimmte Datenbank an. Dies ist sinnvoll, wenn Sie die Ursache für ein Sitzungsleck finden möchten. Ein Sitzungsleck ist ein Vorfall, bei dem Sitzungen erstellt, aber nicht zur Wiederverwendung an einen Sitzungspool zurückgegeben werden.

Mit ListSessions können Sie Metadaten zu Ihren aktiven Sitzungen abrufen, z. B. wann eine Sitzung erstellt und wann sie zuletzt verwendet wurde. Die Analyse dieser Daten wird Ihnen bei der Fehlersuche die richtige Richtung weisen. Wenn für die meisten aktiven Sitzungen kein aktueller Wert für approximate_last_use_time vorhanden ist, deutet dies eventuell darauf hin, dass Sitzungen von Ihrer Anwendung nicht ordnungsgemäß wiederverwendet werden. Weitere Informationen zum Feld approximate_last_use_time finden Sie in der RPC API-Referenz.

Weitere Informationen zur Verwendung von ListSessions finden Sie in der REST API-Referenz, der RPC API-Referenz oder der Referenz zum gcloud-Befehlszeilentool.

Automatische Bereinigung von Sitzungslecks

Vorschau — Automatic cleanup of session leaks

Diese Funktion unterliegt den „Nutzungsbedingungen für Pre-GA-Angebote“ im Abschnitt „Allgemeine Nutzungsbedingungen“ der dienstspezifischen Nutzungsbedingungen. Pre-GA-Funktionen sind „wie besehen“ verfügbar und werden möglicherweise nur eingeschränkt unterstützt. Weitere Informationen finden Sie in den Beschreibungen der Startphase.

Wenn Sie alle Sitzungen in Ihrem Sitzungspool verwenden, wartet jede neue Transaktion, bis eine Sitzung an den Pool zurückgegeben wird. Wenn Sitzungen erstellt, aber nicht zur Wiederverwendung an den Sitzungspool zurückgegeben werden, spricht man von einem Sitzungsleck. Bei einem Sitzungsleck bleiben Transaktionen, die auf eine offene Sitzung warten, auf unbestimmte Zeit hängen und blockieren die Anwendung. Sitzungslecks werden oft durch problematische Transaktionen verursacht, die über einen extrem langen Zeitraum ausgeführt werden und nicht festgeschrieben werden.

Sie können Ihren Sitzungspool so einrichten, dass diese inaktiven Transaktionen automatisch aufgelöst werden. Wenn Sie die Clientbibliothek aktivieren, um inaktive Umstellungen automatisch zu beheben, werden problematische Transaktionen identifiziert, die zu einem Sitzungsleck führen könnten. Anschließend werden sie aus dem Sitzungspool entfernt und durch eine neue Sitzung ersetzt.

Logging kann Ihnen auch dabei helfen, diese problematischen Transaktionen zu identifizieren. Wenn das Logging aktiviert ist, werden Warnungslogs standardmäßig freigegeben, wenn mehr als 95% Ihres Sitzungspools verwendet wird. Wenn die Sitzungsnutzung über 95 % liegt, müssen Sie entweder die maximale Anzahl der in Ihrem Sitzungspool zulässigen Sitzungen erhöhen oder es kann zu einem Sitzungsleck kommen. Warnlogs enthalten Stacktraces von Transaktionen, die länger als erwartet ausgeführt werden, und können dabei helfen, die Ursache für eine hohe Sitzungspoolauslastung zu ermitteln. Warnlogs werden abhängig von der Konfiguration des Logexporters übertragen.

Clientbibliothek aktivieren, um inaktive Transaktionen automatisch aufzulösen

Sie können die Clientbibliothek so einstellen, dass Warnlogs gesendet und inaktive Transaktionen automatisch aufgelöst werden, oder die Clientbibliothek so konfigurieren, dass nur Warnlogs empfangen werden.

Java

Verwenden Sie setWarnAndCloseIfInactiveTransactions, um Warnlogs zu erhalten und inaktive Transaktionen zu entfernen.

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

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

Wenn Sie nur Warnungslogs erhalten möchten, verwenden Sie setWarnIfInactiveTransactions.

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

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

Einfach loslegen (Go)

Verwenden Sie SessionPoolConfig mit InactiveTransactionRemovalOptions, um Warnlogs zu erhalten und inaktive Transaktionen zu entfernen.

 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()

Wenn Sie nur Warnungslogs erhalten möchten, verwenden Sie 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)