Sessions

Présentation des sessions

Cette page décrit le concept avancé de session dans Spanner, y compris les bonnes pratiques concernant les sessions lors de la création d'une bibliothèque cliente, de l'API REST ou RPC, ou de l'utilisation des bibliothèques clientes Google.

Une session représente un canal de communication avec le service de base de données Spanner. Une session permet d'effectuer des transactions qui lisent, écrivent ou modifient des données dans une base de données Spanner. Chaque session s'applique à une base de données unique.

Les sessions ne peuvent exécuter qu'une transaction à la fois. Les lectures, écritures et requêtes autonomes utilisent une transaction en interne, et chacune est comptabilisée comme une transaction.

Avantages d'un pool de sessions

Créer une session coûte cher. Pour éviter les coûts de performances chaque fois qu'une opération de base de données est effectuée, les clients doivent conserver un pool de sessions, qui est un pool de sessions disponibles et prêtes à être utilisées. Le pool doit stocker des sessions existantes et renvoyer le type de session approprié si nécessaire, ainsi que gérer le nettoyage des sessions inutilisées. Pour obtenir un exemple de mise en œuvre d'un pool de session, consultez le code source de l'une des bibliothèques clientes Spanner, comme la bibliothèque cliente Go ou la bibliothèque cliente Java.

Les sessions sont destinées à durer longtemps. Par conséquent, une fois qu'une session est utilisée pour une opération de base de données, le client doit la renvoyer au pool afin de la réutiliser.

Présentation des canaux gRPC

Les canaux gRPC sont utilisés par le client Cloud Spanner à des fins de communication. Un canal gRPC équivaut à peu près à une connexion TCP. Un canal gRPC peut traiter jusqu'à 100 requêtes simultanées. Cela signifie qu'une application aura besoin d'au moins autant de canaux gRPC que le nombre de requêtes simultanées exécutées par l'application, divisé par 100.

Le client Cloud Spanner crée un pool de canaux gRPC lors de sa création.

Bonnes pratiques concernant l'utilisation des bibliothèques clientes Google

Vous trouverez ci-dessous les bonnes pratiques à suivre lorsque vous utilisez les bibliothèques clientes Google pour Spanner.

Configurer le nombre de sessions et de canaux gRPC dans les pools

Les bibliothèques clientes comportent un nombre de sessions par défaut dans le pool de sessions et un nombre par défaut de canaux gRPC dans le pool de canaux. Ces deux valeurs par défaut conviennent dans la plupart des cas. Vous trouverez ci-dessous les nombres minimal et maximal par défaut de sessions, ainsi que le nombre par défaut de canaux gRPC pour chaque langage de programmation.

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

Le client Node.js n'est pas compatible avec plusieurs canaux gRPC. Il est donc recommandé de créer plusieurs clients plutôt que d'augmenter la taille du pool de sessions au-delà de 100 pour un seul client.

MinSessions: 25
MaxSessions: 100

PHP

Le client PHP n'accepte pas un nombre configurable de canaux gRPC.

MinSessions: 1
MaxSessions: 500

Python

Python accepte quatre types de pools de sessions différents que vous pouvez utiliser pour gérer les sessions.

Ruby

Le client Ruby n'est pas compatible avec l'utilisation de plusieurs canaux gRPC. Il est donc recommandé de créer plusieurs clients plutôt que d'augmenter la taille du pool de sessions au-delà de 100 pour un seul client.

MinSessions: 10
MaxSessions: 100

Le nombre de sessions utilisé par votre application est égal au nombre de transactions simultanées exécutées par votre application. Vous ne devez modifier les paramètres du pool de sessions par défaut que si vous pensez qu'une seule instance d'application exécutera plus de transactions simultanées que le pool de session par défaut ne peut en traiter.

Pour les applications à simultanéité élevée, il est recommandé de procéder comme suit:

Définissez MinSessions sur le nombre attendu de transactions simultanées qu'un seul client peut exécuter.
Définissez MaxSessions sur le nombre maximal de transactions simultanées qu'un client peut exécuter.
Définissez MinSessions=MaxSessions si la simultanéité attendue ne change pas beaucoup pendant la durée de vie de l'application. Cela empêche le scaling à la hausse ou à la baisse du pool de sessions. Le scaling à la hausse ou à la baisse du pool de sessions consomme également certaines ressources.
Définissez NumChannels sur MaxSessions / 100. Un canal gRPC peut traiter jusqu'à 100 requêtes simultanément. Augmentez cette valeur si vous observez une latence de longue traîne (p95/p99), car cela peut indiquer une congestion du canal gRPC.

L'augmentation du nombre de sessions actives utilise des ressources supplémentaires sur le service de base de données Spanner et dans la bibliothèque cliente. L'augmentation du nombre de sessions au-delà du besoin réel de l'application peut nuire aux performances de votre système.

Augmentation du pool de sessions par rapport au nombre de clients

La taille du pool de sessions d'une application détermine le nombre de transactions simultanées qu'une seule instance d'application peut exécuter. Il n'est pas recommandé d'augmenter la taille du pool de sessions au-delà de la simultanéité maximale qu'une seule instance d'application peut gérer. Si l'application reçoit une rafale de requêtes au-delà du nombre de sessions du pool, elles sont mises en file d'attente en attendant qu'une session soit disponible.

Les ressources utilisées par la bibliothèque cliente sont les suivantes:

Chaque canal gRPC utilise une connexion TCP.
Chaque appel gRPC nécessite un thread. Le nombre maximal de threads utilisés par la bibliothèque cliente est égal au nombre maximal de requêtes simultanées exécutées par l'application. Ils s'ajoutent à ceux que l'application utilise pour sa propre logique métier.

Nous vous déconseillons d'augmenter la taille du pool de sessions au-delà du nombre maximal de threads qu'une seule instance d'application peut gérer. Augmentez plutôt le nombre d'instances d'application.

Gérer la fraction des sessions d'écriture

Pour certaines bibliothèques clientes, Spanner réserve une partie des sessions pour les transactions en lecture-écriture, appelée fraction des sessions d'écriture. Si votre application utilise toutes les sessions de lecture, Spanner utilise les sessions en lecture/écriture, même pour les transactions en lecture seule. Les sessions en lecture/écriture nécessitent spanner.databases.beginOrRollbackReadWriteTransaction. Si l'utilisateur possède le rôle IAM spanner.databaseReader, l'appel échoue et Spanner renvoie le message d'erreur suivant:

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

Vous pouvez définir la fraction de sessions d'écriture pour les bibliothèques clientes qui gèrent une fraction des sessions d'écriture.

C++

Les sessions C++ sont toutes similaires. Il n'existe pas de sessions en lecture seule ou en lecture-écriture.

C#

La fraction des sessions d'écriture par défaut pour C# est de 0,2. Vous pouvez modifier la fraction à l'aide du champ "WriteSessionsFraction" de SessionPoolOptions.

Go

Toutes les sessions Go sont identiques. Il n'existe pas de sessions en lecture seule ou en lecture-écriture.

Java

Les sessions Java sont toutes similaires. Il n'existe pas de sessions en lecture seule ou en lecture-écriture.

Node.js

Toutes les sessions Node.js sont identiques. Il n'existe pas de sessions en lecture seule ou en lecture-écriture.

PHP

Les sessions PHP sont toutes similaires. Il n'existe pas de sessions en lecture seule ou en lecture-écriture.

Python

Python accepte quatre types de pools de sessions différents que vous pouvez utiliser pour gérer les sessions de lecture seule et de lecture-écriture.

Ruby

La fraction des sessions d'écriture par défaut pour Ruby est de 0,3. Vous pouvez la modifier à l'aide de la méthode d'initialisation du client.

Bonnes pratiques lors de la création d'une bibliothèque cliente ou de l'utilisation des API REST ou RPC

Vous trouverez ci-dessous les bonnes pratiques à suivre pour implémenter des sessions dans une bibliothèque cliente pour Spanner, ou pour utiliser des sessions avec les API REST ou RPC.

Ces bonnes pratiques ne s'appliquent que si vous développez une bibliothèque cliente ou si vous utilisez des API REST/RPC. Si vous utilisez l'une des bibliothèques clientes Google pour Cloud Spanner, reportez-vous à la page Bonnes pratiques concernant l'utilisation des bibliothèques clientes Google.

Créer et dimensionner le pool de sessions

Pour déterminer la taille optimale du pool de sessions pour un processus client, définissez la limite inférieure sur le nombre de transactions simultanées attendues, et la limite supérieure sur un nombre de test initial, par exemple 100. Si la limite supérieure n'est pas suffisante, augmentez-la. L'augmentation du nombre de sessions actives utilise des ressources supplémentaires sur le service de base de données Spanner. Par conséquent, le fait de ne pas nettoyer les sessions inutilisées peut nuire aux performances. Pour les utilisateurs qui se servent de l'API RPC, nous vous recommandons de ne pas avoir plus de 100 sessions par canal gRPC.

Gérer les sessions supprimées

Pour supprimer une session, trois méthodes s'offrent à vous :

Un client peut supprimer une session.
Le service de base de données Spanner peut supprimer une session lorsqu'elle est inactive pendant plus d'une heure.
Le service de base de données Spanner peut supprimer une session si elle date de plus de 28 jours.

Les tentatives d'utilisation d'une session supprimée génèrent NOT_FOUND. Si vous rencontrez cette erreur, créez et utilisez une nouvelle session, ajoutez-la au pool, puis supprimez la session supprimée du pool.

Gérer l'activation d'une session inactive

Le service de base de données Spanner se réserve le droit d'abandonner une session inutilisée. Si vous souhaitez absolument avoir la possibilité de réactiver une session inactive, par exemple, si vous prévoyez une augmentation importante de l'utilisation de la base de données à court terme, vous pouvez empêcher la suppression de la session. Effectuez une opération peu coûteuse telle que l'exécution de la requête SQL SELECT 1 pour maintenir la session active. Si une session inactive n'est pas nécessaire à court terme, laissez Spanner l'abandonner, puis créez-en une autre la prochaine fois qu'une session est nécessaire.

Un scénario efficace pour garder les sessions actives consiste à gérer les pics de demande réguliers dans la base de données. Si la base de données est utilisée de façon intensive quotidiennement de 9h à 18h, faites en sorte de pouvoir activer certaines sessions inactives pendant ce laps de temps, car elles seront probablement utiles lors des pics d'activité. Après 18h, vous pouvez laisser Spanner supprimer les sessions inactives. Avant 9h chaque jour, créez de nouvelles sessions afin qu'elles soient prêtes en fonction de la demande attendue.

Un autre scénario est le cas si votre application utilise Spanner, mais qu'elle doit éviter les frais de connexion supplémentaires. Pour ce faire, gardez un ensemble de sessions actif.

Masquer les détails de la session vis-à-vis de l'utilisateur de la bibliothèque cliente

Si vous créez une bibliothèque cliente, n'exposez pas les sessions aux yeux de l'utilisateur de la bibliothèque cliente. Donnez au client la possibilité d'exécuter des appels de base de données sans la complexité liée à la création et à la gestion de sessions. Pour obtenir un exemple de bibliothèque cliente qui masque les détails de la session aux consommateurs de la bibliothèque cliente, consultez la bibliothèque cliente Spanner pour Java.

Traiter les erreurs pour les transactions d'écriture qui ne sont pas idempotentes

Les transactions d'écriture sans protection de réexécution peuvent appliquer des mutations plusieurs fois. Si une mutation n'est pas idempotente, une mutation appliquée plusieurs fois peut entraîner un échec. Par exemple, une insertion peut échouer et générer une erreur ALREADY_EXISTS, même si la ligne n'existait pas avant la tentative d'écriture. Cette erreur peut se produire si le serveur backend a validé la mutation, mais est incapable de communiquer la réussite de l'opération au client. Dans ce cas, une nouvelle tentative d'exécution de la mutation sera effectuée, ce qui entraînera l'erreur ALREADY_EXISTS.

Voici différentes manières de résoudre ce scénario lorsque vous mettez en œuvre votre propre bibliothèque cliente ou utilisez l'API REST :

Structurez votre écriture pour qu'elle soit idempotente.
Utilisez les écritures avec protection de réexécution.
Mettez en œuvre une méthode qui exécute la logique "upsert" : insérer en cas de nouveauté ou mettre à jour l'existant.
Traitez l'erreur pour le compte du client.

Maintenir des connexions stables

Pour des performances optimales, la connexion que vous utilisez pour héberger une session doit rester stable. Lorsque la connexion qui héberge une session change, Spanner peut annuler la transaction active sur la session et entraîner une légère charge supplémentaire sur votre base de données pendant la mise à jour des métadonnées de la session. Pas de problème si certaines connexions changent de façon sporadique, mais évitez les situations qui entraîneraient la modification d'un grand nombre de connexions simultanément. Si vous utilisez un proxy entre le client et Spanner, vous devez maintenir la stabilité de la connexion pour chaque session.

Surveiller les sessions actives

Vous pouvez utiliser la commande ListSessions pour surveiller les sessions actives dans votre base de données à l'aide de la ligne de commande, de l'API REST ou de l'API RPC. ListSessions affiche les sessions actives d'une base de données spécifique. Cette fonction est utile si vous avez besoin de trouver la cause d'une fuite de session. (Une fuite de session est un incident au cours duquel des sessions sont créées, mais ne sont pas renvoyées à un pool de sessions pour être réutilisées.)

ListSessions vous permet d'afficher des métadonnées sur vos sessions actives, y compris l'heure de création et de dernière utilisation. L'analyse de ces données vous orientera dans la bonne direction lors du dépannage des sessions. Si la plupart des sessions actives ne comportent pas d'indication approximate_last_use_time récente, cela peut vouloir dire que les sessions ne sont pas réutilisées correctement par votre application. Pour en savoir plus sur le champ approximate_last_use_time, consultez la documentation de référence de l'API RPC.

Pour en savoir plus sur l'utilisation de ListSessions, consultez la documentation de référence de l'API REST, de l'API RPC ou de l'outil de ligne de commande gcloud.