Abstract
In recent years, as performance and capacity of main and external memory grow, performance of database management systems (DBMSes) on certain kinds of queries is more determined by raw CPU speed. Currently, PostgreSQL uses the interpreter to execute SQL queries. This yields an overhead caused by indirect calls to handler functions and runtime checks, which could be avoided if the query were compiled into native code on-the-fly, i.e. just-in-time (JIT) compiled: at run time the specific table structure is known as well as data types and built-in functions used in the query as well as the query itself. This is especially important for complex queries, performance of which is CPU-bound. We’ve developed a PostgreSQL extension that implements SQL query JIT compilation using LLVM compiler infrastructure. In this paper we show how to implement JIT compilation to speed up sequential scan operator (SeqScan) as well as expressions in WHERE clauses. We describe some important optimizations that are possible only with dynamic compilation, such as precomputing tuple attributes offsets only for attributes used by the query. We also discuss the maintainability of our extension, i.e. the automation for translating PostgreSQL backend functions into LLVM IR, using the same source code both for our JIT compiler and the existing interpreter. Currently, with LLVM JIT we achieve up to 5x speedup on synthetic tests as compared to original PostgreSQL interpreter.
Highlights
Аналогично с типами переменных и констант, которые внутри PostgreSQL хранятся в виде 64-битных значений (Datum), что значит, что для каждого типа необходимо написать функцию, конвертирующую 64-битное значение в значение необходимого типа и обратно
As performance and capacity of main and external memory grow, performance of database management systems (DBMSes) on certain kinds of queries is more determined by raw CPU speed
In this paper we show how to implement JIT compilation to speed up sequential scan operator (SeqScan) as well as expressions in WHERE clauses
Summary
Работы по улучшению производительности большинства реляционных СУБД традиционно были в основном направлены на оптимизацию доступа к памяти ценой менее эффективного использования процессора. Реализация в СУБД алгебры реляционных операторов и модели итераторов [1] позволяет упростить как построение и оптимизацию планов, так и реализацию реляционных операторов в отдельности, но в то же время приводит к значительным накладным расходам при выполнении плана. С ростом объёмов и улучшением операционных характеристик доступа к оперативной памяти накладные расходы, связанные с неэффективным использованием процессора, становятся всё более заметными. Одно из решений — динамическая компиляция запросов, которая позволяет во время выполнения получить эффективный машинный код, оптимизированный с учётом структуры конкретного запроса, используемых в нём типов данных и функций, и параметров базы данных, таких как размер и схема используемых таблиц, типы индексов и т.д. В данной работе рассматривается динамическая компиляция выражений оператора WHERE и метода последовательного сканирования SeqScan для СУБД PostgreSQL [2] с помощью компиляторной инфраструктуры LLVM [3]
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
