Postgres 18 대기: 비동기 I/O로 디스크 읽기 가속화
분야
프로그래밍/소프트웨어 개발
대상자
클라우드 환경에서 PostgreSQL 운영하는 DBA, 인프라 엔지니어, 성능 최적화에 관심 있는 개발자
난이도: 중급~고급 (비동기 I/O 메커니즘, I/O 타이밍 분석, 클라우드 스토리지 최적화 이해 필요)
핵심 요약
- Postgres 18은 비동기 I/O를 도입하여 클라우드 환경에서 디스크 읽기 성능을 2-3배 향상* **
io_method
설정을 통해sync
,worker
,io_uring
옵션으로 비동기 I/O 메커니즘 제어*io_uring
은 Linux 최신 커널에서 고성능 I/O 인터페이스로, 네트워크 스토리지 환경에서 가장 큰 성능 향상 제공*effective_io_concurrency
설정과 함께 사용 시 비동기 읽기 요청 수를 직접 제어하여 성능 최적화*
섹션별 세부 요약
- 비동기 I/O 도입 배경 및 메커니즘
- Postgres 17에서 도입된 읽기 스트림 API는 posix_fadvise()를 사용해 OS에 데이터 미리 가져오도록 요청*
- 하지만 Postgres 공유 버퍼에 직접 데이터 가져오지 못해 한계 존재*
- Postgres 18은 io_method 설정을 통해 비동기 I/O를 제어하며,
worker
와io_uring
옵션 제공* worker
는 백그라운드 I/O 작업자 프로세스 사용,io_uring
은 Linux 커널 기반 고성능 I/O 인터페이스*
- 성능 개선 및 클라우드 환경 적용
- AWS 벤치마크에서
io_uring
사용 시 읽기 성능 최대 2-3배 향상* - 네트워크 연결 스토리지 환경에서 I/O 타이밍 복잡화로 관찰 도구 필요*
effective_io_concurrency
설정과 결합해 비동기 읽기 요청 수를 직접 제어*EXPLAIN ANALYZE
출력 시 I/O 시간 과소 보고 가능성 있음*
- 플랫폼 및 호환성 고려사항
io_uring
은 Linux 커널 5.1 이상에서 사용 가능, Windows(IOCP) 및 macOS(POSIX AIO) 지원*- FreeBSD의 aio(4) 및 Linux/glibc aio 기능 활용 가능*
- 보안 문제로 일부 Linux 배포판에서
io_uring
비활성화 현상 발생* - NVMe 기반 하드웨어와 클라우드 인스턴스에서의 성능 차이 고려 필요*
- 실무 적용 및 최적화 전략
- Hetzner EX-44 서버 배포 경험 공유: 가격 대비 성능 우수, TailScale을 통한 보안 강화*
- PGTune, PgHero, pgcron 등을 활용한 워크로드별 구성 및 자동 VACUUM ANALYZE*
- ZSTD 압축 백업 CLI 유틸리티 개발: 높은 압축 비율과 처리량 유지*
- 클라우드 제한으로 인한 성능 저하 우려, 소비자 NVMe(100만+ IOPS) 활용 가능성*
결론
- Postgres 18의 비동기 I/O는 클라우드 환경에서 디스크 읽기 성능을 극대화할 수 있는 핵심 기능*
io_uring
은 Linux 기반 환경에서 최고 성능 제공, 하지만 관찰 도구 개발 및 보안 검토 필수*effective_io_concurrency
와 결합해 비동기 요청 수 제어로 실무 성능 최적화*- Windows 및 macOS 호환성은 제한적임, 하드웨어 및 클라우드 인프라에 따라 최적화 전략 수립 권장*