Eliminate O(N^2) behavior in parallel restore with many blobs.
authorTom Lane <[email protected]>
Thu, 9 Dec 2010 18:03:11 +0000 (13:03 -0500)
committerTom Lane <[email protected]>
Thu, 9 Dec 2010 18:03:11 +0000 (13:03 -0500)
With hundreds of thousands of TOC entries, the repeated searches in
reduce_dependencies() become the dominant cost.  Get rid of that searching
by constructing reverse-dependency lists, which we can do in O(N) time
during the fix_dependencies() preprocessing.  I chose to store the reverse
dependencies as DumpId arrays for consistency with the forward-dependency
representation, and keep the previously-transient tocsByDumpId[] array
around to locate actual TOC entry structs quickly from dump IDs.

While this fixes the slow case reported by Vlad Arkhipov, there is still
a potential for O(N^2) behavior with sufficiently many tables:
fix_dependencies itself, as well as mark_create_done and
inhibit_data_for_failed_table, are doing repeated searches to deal with
table-to-table-data dependencies.  Possibly this work could be extended
to deal with that, although the latter two functions are also used in
non-parallel restore where we currently don't run fix_dependencies.

Another TODO is that we fail to parallelize restore of multiple blobs
at all.  This appears to require changes in the archive format to fix.

Back-patch to 9.0 where the problem was reported.  8.4 has potential issues
as well; but since it doesn't create a separate TOC entry for each blob,
it's at much less risk of having enough TOC entries to cause real problems.

src/bin/pg_dump/pg_backup_archiver.c
src/bin/pg_dump/pg_backup_archiver.h

index d1a9c54b91faba205bab7d85f73f4cbc4ac7d57e..e1f3b055deffea5e3019e571532a42bbfb89884f 100644 (file)
@@ -79,6 +79,10 @@ const char *progname;
 
 static const char *modulename = gettext_noop("archiver");
 
+/* index array created by fix_dependencies -- only used in parallel restore */
+static TocEntry      **tocsByDumpId;           /* index by dumpId - 1 */
+static DumpId      maxDumpId;              /* length of above array */
+
 
 static ArchiveHandle *_allocAH(const char *FileSpec, const ArchiveFormat fmt,
         const int compression, ArchiveMode mode);
@@ -134,9 +138,7 @@ static void fix_dependencies(ArchiveHandle *AH);
 static bool has_lock_conflicts(TocEntry *te1, TocEntry *te2);
 static void repoint_table_dependencies(ArchiveHandle *AH,
                           DumpId tableId, DumpId tableDataId);
-static void identify_locking_dependencies(TocEntry *te,
-                             TocEntry **tocsByDumpId,
-                             DumpId maxDumpId);
+static void identify_locking_dependencies(TocEntry *te);
 static void reduce_dependencies(ArchiveHandle *AH, TocEntry *te,
                    TocEntry *ready_list);
 static void mark_create_done(ArchiveHandle *AH, TocEntry *te);
@@ -3743,7 +3745,12 @@ mark_work_done(ArchiveHandle *AH, TocEntry *ready_list,
 /*
  * Process the dependency information into a form useful for parallel restore.
  *
- * We set up depCount fields that are the number of as-yet-unprocessed
+ * This function takes care of fixing up some missing or badly designed
+ * dependencies, and then prepares subsidiary data structures that will be
+ * used in the main parallel-restore logic, including:
+ * 1. We build the tocsByDumpId[] index array.
+ * 2. We build the revDeps[] arrays of incoming dependency dumpIds.
+ * 3. We set up depCount fields that are the number of as-yet-unprocessed
  * dependencies for each TOC entry.
  *
  * We also identify locking dependencies so that we can avoid trying to
@@ -3752,22 +3759,20 @@ mark_work_done(ArchiveHandle *AH, TocEntry *ready_list,
 static void
 fix_dependencies(ArchiveHandle *AH)
 {
-   TocEntry  **tocsByDumpId;
    TocEntry   *te;
-   DumpId      maxDumpId;
    int         i;
 
    /*
-    * For some of the steps here, it is convenient to have an array that
-    * indexes the TOC entries by dump ID, rather than searching the TOC list
-    * repeatedly.  Entries for dump IDs not present in the TOC will be NULL.
+    * It is convenient to have an array that indexes the TOC entries by dump
+    * ID, rather than searching the TOC list repeatedly.  Entries for dump
+    * IDs not present in the TOC will be NULL.
     *
     * NOTE: because maxDumpId is just the highest dump ID defined in the
     * archive, there might be dependencies for IDs > maxDumpId.  All uses of
     * this array must guard against out-of-range dependency numbers.
     *
-    * Also, initialize the depCount fields, and make sure all the TOC items
-    * are marked as not being in any parallel-processing list.
+    * Also, initialize the depCount/revDeps/nRevDeps fields, and make sure
+    * the TOC items are marked as not being in any parallel-processing list.
     */
    maxDumpId = AH->maxDumpId;
    tocsByDumpId = (TocEntry **) calloc(maxDumpId, sizeof(TocEntry *));
@@ -3775,6 +3780,8 @@ fix_dependencies(ArchiveHandle *AH)
    {
        tocsByDumpId[te->dumpId - 1] = te;
        te->depCount = te->nDeps;
+       te->revDeps = NULL;
+       te->nRevDeps = 0;
        te->par_prev = NULL;
        te->par_next = NULL;
    }
@@ -3792,6 +3799,9 @@ fix_dependencies(ArchiveHandle *AH)
     * TABLE, if possible.  However, if the dependency isn't in the archive
     * then just assume it was a TABLE; this is to cover cases where the table
     * was suppressed but we have the data and some dependent post-data items.
+    *
+    * XXX this is O(N^2) if there are a lot of tables.  We ought to fix
+    * pg_dump to produce correctly-linked dependencies in the first place.
     */
    for (te = AH->toc->next; te != AH->toc; te = te->next)
    {
@@ -3838,8 +3848,14 @@ fix_dependencies(ArchiveHandle *AH)
    }
 
    /*
-    * It is possible that the dependencies list items that are not in the
-    * archive at all.  Subtract such items from the depCounts.
+    * At this point we start to build the revDeps reverse-dependency arrays,
+    * so all changes of dependencies must be complete.
+    */
+
+   /*
+    * Count the incoming dependencies for each item.  Also, it is possible
+    * that the dependencies list items that are not in the archive at
+    * all.  Subtract such items from the depCounts.
     */
    for (te = AH->toc->next; te != AH->toc; te = te->next)
    {
@@ -3847,11 +3863,43 @@ fix_dependencies(ArchiveHandle *AH)
        {
            DumpId      depid = te->dependencies[i];
 
-           if (depid > maxDumpId || tocsByDumpId[depid - 1] == NULL)
+           if (depid <= maxDumpId && tocsByDumpId[depid - 1] != NULL)
+               tocsByDumpId[depid - 1]->nRevDeps++;
+           else
                te->depCount--;
        }
    }
 
+   /*
+    * Allocate space for revDeps[] arrays, and reset nRevDeps so we can
+    * use it as a counter below.
+    */
+   for (te = AH->toc->next; te != AH->toc; te = te->next)
+   {
+       if (te->nRevDeps > 0)
+           te->revDeps = (DumpId *) malloc(te->nRevDeps * sizeof(DumpId));
+       te->nRevDeps = 0;
+   }
+
+   /*
+    * Build the revDeps[] arrays of incoming-dependency dumpIds.  This
+    * had better agree with the loops above.
+    */
+   for (te = AH->toc->next; te != AH->toc; te = te->next)
+   {
+       for (i = 0; i < te->nDeps; i++)
+       {
+           DumpId      depid = te->dependencies[i];
+
+           if (depid <= maxDumpId && tocsByDumpId[depid - 1] != NULL)
+           {
+               TocEntry   *otherte = tocsByDumpId[depid - 1];
+
+               otherte->revDeps[otherte->nRevDeps++] = te->dumpId;
+           }
+       }
+   }
+
    /*
     * Lastly, work out the locking dependencies.
     */
@@ -3859,10 +3907,8 @@ fix_dependencies(ArchiveHandle *AH)
    {
        te->lockDeps = NULL;
        te->nLockDeps = 0;
-       identify_locking_dependencies(te, tocsByDumpId, maxDumpId);
+       identify_locking_dependencies(te);
    }
-
-   free(tocsByDumpId);
 }
 
 /*
@@ -3896,13 +3942,9 @@ repoint_table_dependencies(ArchiveHandle *AH,
  * Identify which objects we'll need exclusive lock on in order to restore
  * the given TOC entry (*other* than the one identified by the TOC entry
  * itself).  Record their dump IDs in the entry's lockDeps[] array.
- * tocsByDumpId[] is a convenience array (of size maxDumpId) to avoid
- * searching the TOC for each dependency.
  */
 static void
-identify_locking_dependencies(TocEntry *te,
-                             TocEntry **tocsByDumpId,
-                             DumpId maxDumpId)
+identify_locking_dependencies(TocEntry *te)
 {
    DumpId     *lockids;
    int         nlockids;
@@ -3956,31 +3998,21 @@ identify_locking_dependencies(TocEntry *te,
 static void
 reduce_dependencies(ArchiveHandle *AH, TocEntry *te, TocEntry *ready_list)
 {
-   DumpId      target = te->dumpId;
    int         i;
 
-   ahlog(AH, 2, "reducing dependencies for %d\n", target);
+   ahlog(AH, 2, "reducing dependencies for %d\n", te->dumpId);
 
-   /*
-    * We must examine all entries, not only the ones after the target item,
-    * because if the user used a -L switch then the original dependency-
-    * respecting order has been destroyed by SortTocFromFile.
-    */
-   for (te = AH->toc->next; te != AH->toc; te = te->next)
+   for (i = 0; i < te->nRevDeps; i++)
    {
-       for (i = 0; i < te->nDeps; i++)
+       TocEntry   *otherte = tocsByDumpId[te->revDeps[i] - 1];
+
+       otherte->depCount--;
+       if (otherte->depCount == 0 && otherte->par_prev != NULL)
        {
-           if (te->dependencies[i] == target)
-           {
-               te->depCount--;
-               if (te->depCount == 0 && te->par_prev != NULL)
-               {
-                   /* It must be in the pending list, so remove it ... */
-                   par_list_remove(te);
-                   /* ... and add to ready_list */
-                   par_list_append(ready_list, te);
-               }
-           }
+           /* It must be in the pending list, so remove it ... */
+           par_list_remove(otherte);
+           /* ... and add to ready_list */
+           par_list_append(ready_list, otherte);
        }
    }
 }
index a285a69b97cea1b3b5d3ac0bfc6ac5e9fd903d9a..d9378df55f3ad95a971af6bafb1e37b53d8bbd61 100644 (file)
@@ -326,6 +326,8 @@ typedef struct _tocEntry
    struct _tocEntry *par_next; /* these are NULL if not in either list */
    bool        created;        /* set for DATA member if TABLE was created */
    int         depCount;       /* number of dependencies not yet restored */
+   DumpId     *revDeps;        /* dumpIds of objects depending on this one */
+   int         nRevDeps;       /* number of such dependencies */
    DumpId     *lockDeps;       /* dumpIds of objects this one needs lock on */
    int         nLockDeps;      /* number of such dependencies */
 } TocEntry;