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PostgreSQL 流复制

PostgreSQL流复制（Streaming Replication）是PostgreSQL提供的一种高可用性和数据冗余的解决方案。它允许主数据库（Primary）将数据实时复制到一个或多个备用数据库（Standby），从而实现数据的实时同步和故障切换。流复制是PostgreSQL中实现数据库集群和灾难恢复的核心技术之一。

流复制的工作原理​

流复制的核心思想是通过WAL（Write-Ahead Logging）日志将主数据库的更改实时传输到备用数据库。WAL日志记录了数据库的所有更改操作，备用数据库通过读取这些日志并将其应用到本地数据库，从而实现与主数据库的同步。

主数据库与备用数据库的角色​

  • 主数据库（Primary）：负责处理所有的写操作，并将这些操作的WAL日志实时传输给备用数据库。
  • 备用数据库（Standby）：接收主数据库传输的WAL日志，并将其应用到本地数据库，保持与主数据库的同步。

配置流复制​

1. 配置主数据库​

首先，在主数据库的配置文件 postgresql.conf 中启用流复制：

plaintext
wal_level = replica
max_wal_senders = 5
wal_keep_segments = 32
  • wal_level：设置为 replica，表示启用WAL日志的复制功能。
  • max_wal_senders：设置允许的最大WAL发送进程数，通常设置为备用数据库的数量。
  • wal_keep_segments：设置保留的WAL日志段数，确保备用数据库有足够的时间接收日志。

接下来，在 pg_hba.conf 中配置允许备用数据库连接的规则：

plaintext
host replication rep_user 192.168.1.0/24 md5
  • replication：表示允许备用数据库以复制模式连接。
  • rep_user：用于复制的用户。
  • 192.168.1.0/24：允许连接的IP地址范围。

2. 配置备用数据库​

在备用数据库上，首先需要从主数据库获取基础备份。可以使用 pg_basebackup 工具来完成：

bash
pg_basebackup -h 主数据库IP -U rep_user -D /var/lib/pgsql/12/data -Fp -Xs -P -R
  • -h：指定主数据库的IP地址。
  • -U：指定用于复制的用户。
  • -D：指定备用数据库的数据目录。
  • -Fp：指定备份格式为普通格式。
  • -Xs：启用流复制模式。
  • -P：显示进度。
  • -R：自动生成 recovery.conf 文件。

在备用数据库的 postgresql.conf 中，确保以下配置：

plaintext
hot_standby = on
  • hot_standby：启用备用数据库的只读模式。

3. 启动备用数据库​

配置完成后，启动备用数据库：

bash
pg_ctl start -D /var/lib/pgsql/12/data

备用数据库将开始接收主数据库的WAL日志，并实时应用这些日志。

实际应用场景​

高可用性​

流复制最常见的应用场景是实现数据库的高可用性。当主数据库发生故障时，可以快速将备用数据库提升为新的主数据库，从而减少系统停机时间。

负载均衡​

备用数据库可以配置为只读模式，用于处理查询请求，从而分担主数据库的负载。这对于读密集型应用非常有用。

灾难恢复​

通过将备用数据库部署在不同的地理位置，可以实现灾难恢复。即使主数据库所在的数据中心发生故障，备用数据库仍然可以继续提供服务。

总结​

PostgreSQL流复制是一种强大的数据复制技术，能够实现数据库的高可用性、负载均衡和灾难恢复。通过配置主数据库和备用数据库，可以确保数据的实时同步和系统的持续运行。

附加资源与练习​

  • 官方文档：PostgreSQL Streaming Replication
  • 练习：尝试在本地环境中配置一个主数据库和一个备用数据库，并测试流复制的功能。
  • 进一步学习：探索PostgreSQL的逻辑复制和物理复制的区别，了解它们在不同场景下的应用。