PostgreSQL 的 VACUUM 与 VACUUM FULL 详解

一、基本概念对比

特性	VACUUM	VACUUM FULL
定义	常规维护操作，清理死元组	激进重组操作，完全重写表数据
锁级别	不阻塞读写(共享锁)	排他锁(阻塞所有操作)
空间回收	只标记空间为可用，不返还OS	空间返还操作系统
索引处理	不重建索引	完全重建所有索引
执行速度	快(增量式)	慢(全量重写)
对系统影响	低	高

二、工作机制详解

1. VACUUM 工作原理

死元组清理：标记被删除或更新旧版本的数据为"可重用"
事务ID处理：防止事务ID回卷(冻结旧事务ID)
更新统计信息：为查询优化器提供最新数据分布信息
不减少物理文件大小：只是内部空间重用

2. VACUUM FULL 工作原理

创建表的全新副本
只将有效数据写入新存储
删除原始表文件
将新文件重命名为原表名
完全重建所有索引（因为元组物理位置改变）

三、使用场景对比

适合使用 VACUUM 的场景

常规数据库维护(建议配置autovacuum)
高并发OLTP系统
频繁更新的表(每天或每小时)
只需要空间重用，不需OS空间回收

适合使用 VACUUM FULL 的场景

表膨胀严重(>30%空间浪费)
准备进行大版本升级前
长期未维护的历史表
需要彻底重组表物理结构时

四、性能影响分析

VACUUM 影响

-- 典型资源占用
CPU: 5-15% 
IO: 中等(取决于表大小)
锁: 不阻塞查询，可能与DDL冲突
持续时间: 几分钟到几小时(大表)

VACUUM FULL 影响

-- 典型资源占用
CPU: 30-70%
IO: 非常高(读写全表数据)
锁: 完全阻塞表访问
持续时间: 几小时到几天(特大表)

五、实际操作示例

基本语法

-- 普通VACUUM
VACUUM [VERBOSE] [ANALYZE] [table_name];
-- 示例
VACUUM VERBOSE ANALYZE orders;-- VACUUM FULL
VACUUM FULL [VERBOSE] [table_name];
-- 示例
VACUUM FULL VERBOSE large_table;

监控命令

-- 查看表膨胀情况
SELECTschemaname || '.' || relname AS table_name,pg_size_pretty(pg_total_relation_size(relid)) AS total_size,pg_size_pretty(pg_relation_size(relid)) AS data_size,n_live_tup AS live_tuples,n_dead_tup AS dead_tuples,round((n_dead_tup::numeric / (n_live_tup + n_dead_tup) * 100), 2) AS dead_tuple_percent,last_vacuum,last_autovacuum
FROM pg_stat_user_tables
WHERE n_live_tup > 0
ORDER BY dead_tuple_percent DESC;

六、最佳实践建议

常规维护策略：

启用并合理配置autovacuum
对大表设置更频繁的vacuum阈值

ALTER TABLE large_table SET (autovacuum_vacuum_scale_factor = 0.01,autovacuum_vacuum_threshold = 1000
);

VACUUM FULL 替代方案：
- 使用pg_repack扩展(在线重组，不阻塞读写)
```
-- 安装后使用
pg_repack -d dbname -t table_name
```
- 手动创建新表交换(需要更多步骤)
特殊场景处理：
- 对于只读表，可以禁用autovacuum
```
ALTER TABLE historical_data SET (autovacuum_enabled = false
);
```
- 紧急空间回收时考虑在维护窗口使用VACUUM FULL