Observability-Metriken

Dieses Dokument beschreibt die Prometheus-Metriken, die von PostgreSQL (via pg_exporter) für den Managed Database Service exportiert werden. Alle Metriken enthalten das Label node_type="primary", da der Dienst mit Patroni für Hochverfügbarkeit konfiguriert ist.

Datenbankgröße

`pg_database_size_bytes`

Größe der Datenbank-Datei in Bytes (Typ: Gauge)

Diese Metrik zeigt die aktuelle Größe jeder Datenbank auf dem Server an und ist wichtig für die Kapazitätsplanung und zeigt auf das Wachstum bezogene Trends.

Sperren (Locks)

`pg_locks_count`

Anzahl der Sperren nach Modus und Datenbank (Typ: Gauge)

Sperrmodi

Sperrmodus	Verwendung	Konflikt mit
`AccessShareLock`	SELECT-Abfragen	AccessExclusiveLock
`RowShareLock`	SELECT FOR UPDATE/SHARE	Exclusive, ShareRowExclusive, AccessExclusive
`RowExclusiveLock`	INSERT, UPDATE, DELETE	Share, ShareRowExclusive, Exclusive, AccessExclusive
`ShareUpdateExclusiveLock`	VACUUM, CREATE INDEX CONCURRENTLY	ShareUpdateExclusive und höher
`ShareLock`	CREATE INDEX	RowExclusive und höher
`ShareRowExclusiveLock`	Selten verwendet	RowExclusive und höher
`ExclusiveLock`	Blockiert allen gleichzeitigen Zugriff	RowExclusive und höher
`AccessExclusiveLock`	ALTER TABLE, DROP TABLE, TRUNCATE	Alle Modi

Hohe Zahlen an Sperren können auf Konflikte und Performance-Probleme hinweisen. Unter normalen Bedingungen sollten die meisten Sperren bei 0 liegen.

Verbindungen

`pg_settings_max_connections`

Maximale Anzahl gleichzeitiger Verbindungen zum Datenbankserver (Typ: Gauge)

Label	Beschreibung
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Das System verwendet bis zu 15 Verbindungen für interne essenzielle Prozesse wie zum Beispiel Backup und Monitoring. Diese Verbindungen werden gegen das max_connections-Limit gezählt. Wenn man sich diesem Limit nähert, sollte Connection-Pooling in Betracht gezogen werden.

`pg_stat_activity_count`

Anzahl der Verbindungen, gruppiert nach verschiedenen Attributen (Typ: Gauge)

Label	Beschreibung	Mögliche Werte
`datname`	Name der Datenbank	`nextcloud`, `wordpress`, `crm`
`state`	Status der Verbindung	Siehe Tabelle unten
`application_name`	Name der Client-Anwendung	`Patroni heartbeat`, `Patroni restapi`, `pg_exporter`
`backend_type`	Typ des Backend-Prozesses	`client backend`
`usename`	Datenbankbenutzer	`api`, `2178329`, `christian.walther`
`wait_event`	Ereignis, auf das gewartet wird	`ClientRead`
`wait_event_type`	Ereignis-Typ	`Client`
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens	`primary`

Status der Verbindung

Status	Bedeutung
`active`	Abfrage wird gerade ausgeführt
`idle`	Verbindung offen, aber keine Abfrage aktiv
`idle in transaction`	Verbindung in Transaktion, aber keine aktuelle Abfrage
`idle in transaction (aborted)`	Transaktion fehlgeschlagen, wartet auf ROLLBACK
`fastpath function call`	Client führt Fast-Path-Funktion aus
`disabled`	Tracking für diese Verbindung deaktiviert

idle in transaction über längere Zeiträume deutet auf Probleme auf Anwendungsebene hin. Viele idle-Verbindungen zeigt das ineffiziente Verwalten von Verbindungen.

Datenbank-Statistiken

`pg_stat_database_blks_hit`

Anzahl der angeforderten Zugriffe auf den Massenspeicher, die bereits im Cache gefunden wurden (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Die Cache-Hit-Ratio wird als blks_hit / (blks_hit + blks_read) berechnet. Ziel ist eine Cache-Hit-Ratio von >99 % für eine gute Performance.

`pg_stat_database_blks_read`

Anzahl der Festplattenblöcke, die von der Festplatte gelesen werden mussten (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Niedrige Werte im Verhältnis zu blks_hit sind optimal. Hohe Werte weisen auf unzureichende Shared Buffers oder einen kalten Cache hin.

`pg_stat_database_conflicts`

Anzahl der Abfragen, die aufgrund von Konflikten mit der Wiederherstellung abgebrochen wurden (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Diese Metrik ist hauptsächlich auf Standby-/Replica-Servern relevant. Ein Wert von 0 ist für primäre Knoten normal.

`pg_stat_database_temp_bytes`

Gesamtmenge der in temporäre Dateien geschriebenen Daten (in Bytes) (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Hohe Werte weisen auf Abfragen hin, die mehr RAM benötigen, als work_mem zulässt. Häufige Nutzung temporärer Dateien sollte durch Erhöhung von work_mem oder Optimierung der Abfragen behoben werden.

`pg_stat_database_tup_deleted`

Anzahl der durch Abfragen gelöschten Zeilen (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Zeigt DELETE-Aktivitäten in der Datenbank an. Hohe Löschraten erfordern regelmäßige VACUUM-Operationen.

`pg_stat_database_tup_fetched`

Anzahl der durch Abfragen abgerufenen Zeilen (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Misst die Anzahl der tatsächlich zurückgegebenen Zeilen. Hohe Werte zeigen eine intensive Leseaktivität.

`pg_stat_database_tup_inserted`

Anzahl der durch Abfragen eingefügten Zeilen (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Zeigt INSERT-Aktivitäten in der Datenbank an.

`pg_stat_database_tup_updated`

Anzahl der durch Abfragen aktualisierten Zeilen (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Updates erzeugen neue Versionen von Zeilen (MVCC), daher ist VACUUM wichtig. Hohe Update-Raten können zu Tabellen-Bloat führen.

`pg_stat_database_xact_commit`

Anzahl der erfolgreich abgeschlossenen Transaktionen (Typ: Counter)

Label	Beschreibung
`datname`	Name der Datenbank
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens

Zeigt die Anzahl der erfolgreichen Transaktionen an. Hohe Werte deuten auf eine intensive Datenbankaktivität hin.

Verfügbarkeit des Dienstes

`pg_up`

Gibt an, ob der letzte Scrape erfolgreich eine Verbindung zum Server hergestellt hat (Typ: Gauge)

Label	Beschreibung	Werte
`node_type`	Typ des Datenbank-Knotens	`1` = Verbindung erfolgreich, `0` = Verbindung fehlgeschlagen

Dies ist die wichtigste Metrik für das Alerting. Wenn der Wert 0 ist, sind alle anderen Metriken nicht verfügbar.

Empfohlene Alerts

Alert	Bedingung	Schweregrad
PostgreSQL Down	`pg_up == 0`	Critical
Connection Limit	`pg_stat_activity_count / pg_settings_max_connections > 0.8`	Warning
Connection Limit Critical	`pg_stat_activity_count / pg_settings_max_connections > 0.9`	Critical
Low Cache Hit Ratio	`rate(pg_stat_database_blks_hit) / (rate(pg_stat_database_blks_hit) + rate(pg_stat_database_blks_read)) < 0.95`	Warning
Temp File Usage	`rate(pg_stat_database_temp_bytes[5m]) > 0`	Warning
Too Many Locks	`pg_locks_count > 100`	Warning
Long Running Transactions	`pg_stat_activity_count{state="idle in transaction"} > 0` für > 5 Min.	Warning

Best Practices für das Monitoring

Cache-Effizienz überwachen: Das Verhältnis blks_hit / (blks_hit + blks_read) sollte konsistent >99 % sein.
Connection-Pooling: Wenn man sich max_connections nähert, sollte eine Connection-Pool-Bibliothek/-Anwendung (z. B. pgBouncer) eingesetzt werden.
Nutzung temporärer Dateien: Sollte bei 0 bleiben. Wenn nicht, work_mem erhöhen oder Abfragen optimieren.
Sperren-Monitoring: Regelmäßige Sperren können auf Designfehler hinweisen.
Idle in transaction: Diese Verbindungen sollten nicht länger als ein paar Sekunden bestehen bleiben.

Hinweise

Alle Metriken werden über den pg_exporter bereitgestellt und von Prometheus erfasst.
Der Dienst läuft mit Patroni für Hochverfügbarkeit, daher das Label node_type="primary".
Die aufgelisteten Metriken bilden die Grundlage für Monitoring und Alerting. Zusätzliche Metriken für Replikation, Background-Writer und WAL-Archivierung können je nach Setup verfügbar sein.