Что такое VACUUM в PostgreSQL?

Зачем нужен VACUUM

PostgreSQL реализует изоляцию транзакций через MVCC (Multi-Version Concurrency Control): при UPDATE старая версия строки не перезаписывается, а помечается «мёртвой» (dead tuple), а рядом создаётся новая версия. При DELETE строка тоже лишь помечается мёртвой. Это позволяет параллельным транзакциям видеть согласованный снимок данных без блокировок чтения.

Со временем мёртвых версий накапливается всё больше — они занимают место в страницах таблицы и индексах, замедляют sequential scan и seq-сканы индексов. VACUUM — механизм, который убирает эти мёртвые версии.

Что делает VACUUM

1. Помечает страницы с мёртвыми кортежами как пригодные для повторного использования (но не возвращает место ОС).
2. Обновляет карту видимости (visibility map) — битовый файл, сигнализирующий планировщику, что страница содержит только живые кортежи, видимые всем транзакциям. Это ускоряет Index Only Scan.
3. Обновляет карту свободного пространства (free space map, FSM) — чтобы INSERT знал, куда вставлять новые строки.
4. Предотвращает Transaction ID Wraparound — одна из критических задач (см. ниже).

VACUUM vs VACUUM FULL

VACUUM FULL — тяжёлая операция: она эквивалентна CREATE TABLE AS SELECT + переименование. На больших таблицах — часы простоя. Альтернатива — расширение pg_repack, которое делает то же самое без полной блокировки.

VACUUM ANALYZE

Команда VACUUM ANALYZE совмещает сборку мусора с обновлением статистики для планировщика запросов. Устаревшая статистика — частая причина плохих планов (nested loop вместо hash join и т.п.).

Autovacuum

PostgreSQL запускает VACUUM автоматически через демон autovacuum. Ключевые параметры настройки:

-- Посмотреть текущие параметры autovacuum
SHOW autovacuum_vacuum_threshold;       -- минимум мёртвых кортежей для запуска
SHOW autovacuum_vacuum_scale_factor;    -- доля от размера таблицы
SHOW autovacuum_vacuum_cost_delay;      -- пауза между порциями работы (throttle)

-- Переопределить параметры для конкретной таблицы (горячие таблицы)
ALTER TABLE orders SET (
  autovacuum_vacuum_scale_factor = 0.01,  -- чаще убираем мусор (1% вместо 20%)
  autovacuum_vacuum_cost_delay = 2        -- меньше throttle
);

Transaction ID Wraparound — критическая задача

PostgreSQL использует 32-битный счётчик транзакций (XID). После ~2 миллиардов транзакций он обнуляется. VACUUM записывает relfrozenxid — границу, до которой все XID «заморожены» и считаются видимыми всем. Если VACUUM не успевает, база переходит в аварийный режим read-only и отказывается принимать запись:

-- Контролировать близость к wraparound
SELECT relname,
       age(relfrozenxid) AS xid_age,
       2000000000 - age(relfrozenxid) AS xids_left
FROM pg_class
WHERE relkind = 'r'
ORDER BY xid_age DESC
LIMIT 10;
-- Тревога: xid_age > 1.5 млрд → срочно запускать VACUUM FREEZE

Мониторинг VACUUM

-- Статистика autovacuum по таблицам
SELECT relname,
       n_dead_tup,
       n_live_tup,
       last_autovacuum,
       last_autoanalyze
FROM pg_stat_user_tables
ORDER BY n_dead_tup DESC;