PostgreSQL9.0 standby数据库介绍及搭建方法

    PostgreSQL数据库提供了类似Oracle的standby数据库的功能。PostgreSQL9.0 standby数据库在应用WAL日志的同时，也可以提供只读服务，这是PostgreSQL9.0中最激动人心的功能，这个功能在oracle数据库中也只是最新版本11g中才有的新功能。这个功能在oracle中叫active dataguard，在PostgreSQL中称为hot standby。在利用日志恢复数据的同时可以用只读的方式打开数据库，用户可以在备用数据库上进行查询、报表等操作，也可用做读写分离。在PostgreSQL9.0之前，也可以搭建standby数据库，但standby数据库只能处于恢复状态中，不能打开，也不支持只读打开。而这种情况在9.0之后彻底改变了。

    PostgreSQL 9.0中日志传送的方法有两种:

1. 基于文件（base-file）的传送方式，这种方式是PostgreSQL9.0之前就提供的方法。也就是服务器写完一个WAL日志文件后，才把WAL日志文件拷贝到standby数据库上去应用。
2. 流复制（streaming replication）的方法，这是PostgreSQL9.0才提供的新方法。这个方法就是事务提交后，就会把生成的日志异步的传送到standby数据库上应用，这比基本文件的日志传送方法有更低的数据延迟。

    基于文件（base-file）的传送方式在PostgreSQL8.X中就有的方式，这里不就介绍了，这里主要介绍流复制的standby的搭建方法，设置步骤如下：

1. 对主数据库做一个基础备份，然后把基础备份拷贝到standby机器，把基础备份恢复到standby机器上
2. 在主库上设置wal_level = hot_standby。
3. 在主数据库上设置wal_keep_segments为一个足够大的值，以防止主库生成WAL日志太快，日志还没有来得及传送到standby，就会循环覆盖了；
4. 在主数据库上设置max_wal_sender参数，这个参数是控制主库可以最多有多少个并发的standby数据库；
5. 在主数据库上建一个超级用户，standby数据库会使用这个用户连接到主库上拖WAL日志。
6. 在主数据库上的pg_hba.conf中设置listen_addresses和连接验证选项，允许standby数据库连接到主库上来拖WAL日志数据，如下所示：

# TYPE DATABASE USER CIDR-ADDRESS METHOD
host replication repl 192.168.1.100/32 md5


    其中数据库名必须填“replication”， 这是一个为standby连接使用了一个虚拟的数据库名称。用户repl就是步骤4上给standby连接使用的在主库上建的一个超级用户。192.168.1.100就是standby数据库的IP地址。

  6.   在备份上建一个recovery.conf，设置以下几项：

standby_mode = 'on'
primary_conninfo = 'host=127.0.0.1 port=5432 user=repl password=replpwd'
trigger_file = '/opt/pgstb/trigger_activestandby'

   standby_mode设置为'on'，表明数据库恢复完成后，不会被找开，仍然处理等待日志的模式。

   primary_conninfo上standby连接到主数据库所需要的连接串。

 7. 启动standby数据库，这样standby数据库就算搭建好了。

    下面以实际的例子，为看standby上如何搭建的，我把standby数据库与主数据库建在一台机器上。

主数据库的数据目录为：/opt/pgpri，standby数据库的数据目录为/opt/pgstb。

    为了便于启动和停止PostgreSQL，在.bash_profile文件中添加以下两行：

alias pgstart='pg_ctl -D $PGDATA start'
alias pgstop='pg_ctl kill INT `head -1 $PGDATA/postmaster.pid`'

    
在主数据库的/opt/pgpri/postgresql.conf文件中设置如下配置项：

wal_level = hot_standby
max_wal_senders = 2
wal_keep_segments = 32

在主数据库中的/opt/pgpri/pg_hba.conf中添加如下配置：

host replication repl 127.0.0.1/32 md5

在数据库中建一个repl用户用于给standby连接主库使用：

#psql -d postgres
postgres=# create user repl superuser password 'replpwd';
CREATE ROLE

重新启动主数据库，让配置生效：

osdba@osdba-laptop:/opt/pgpri$ pgstop
LOG: received fast shutdown request
LOG: aborting any active transactions
LOG: autovacuum launcher shutting down
osdba@osdba-laptop:/opt/pgpri$ LOG: shutting down
LOG: database system is shut down

osdba@osdba-laptop:/opt/pgpri$ pgstart
server starting
osdba@osdba-laptop:/opt/pgpri$ LOG: database system was shut down at 2010-08-21 22:33:29 CST
LOG: database system is ready to accept connections
LOG: autovacuum launcher started


对主数据库做一个基础备份：

先用select pg_start_backup();命令把数据库切换到备份状态：

osdba@osdba-laptop:/opt/pgpri$ psql -d postgres
psql (9.0beta4)
Type "help" for help.

postgres=# SELECT pg_start_backup('/opt/pgstb');
 pg_start_backup
-----------------
 0/1000020
(1 row)

postgres=#

由于我的standby数据库与主库在一台机器上，这时只需要把主数据库目录拷贝到备库目录就可以了：

osdba@osdba-laptop:/opt$ cp -r pgpri/* pgstb/.
osdba@osdba-laptop:/opt$ cd pgstb/.
osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ ls
backup_label global pg_hba.conf pg_multixact pg_stat_tmp pg_tblspc PG_VERSION postgresql.conf postmaster.pid
base pg_clog pg_ident.conf pg_notify pg_subtrans pg_twophase pg_xlog postmaster.opts

拷贝完成后，结束主库的备份状态:

postgres=# SELECT pg_stop_backup();
NOTICE: WAL archiving is not enabled; you must ensure that all required WAL segments are copied through other means to complete the backup
 pg_stop_backup 
----------------
 0/1000288
(1 row)

修改备库的配置文件/opt/pgstb/postgresql.conf文件中的相关项为如下内容：

port = 5433
hot_standby = on

由于备库与主库在同一台机器上，给备份指定一个不同的监听端口，这里修改为5433，主库是默认的5432端口，把其中的hot_standby设置为on。

拷贝示例文件/usr/local/pgsql/share/recovery.conf.sample到/opt/pgstb目录下，然后改名成recovery.conf，修改相关的配置项为如下内容：

standby_mode = 'on'
primary_conninfo = 'host=127.0.0.1 port=5432 user=repl password=replpwd'
trigger_file = '/opt/pgstb/trigger_activestb'

删除原先从主库上过来的/opt/pgstb/postmaster.pid文件，然后启动备库：

osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ rm postmaster.pid
osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ export PGDATA=/opt/pgstb
osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ echo $PGDATA
/opt/pgstb
osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ pgstart
server starting
osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ LOG: database system was interrupted; last known up at 2010-08-21 22:43:04 CST
LOG: entering standby mode
LOG: redo starts at 0/1000020
LOG: record with zero length at 0/10000B0
LOG: streaming replication successfully connected to primary
LOG: consistent recovery state reached at 0/2000000
LOG: database system is ready to accept read only connections

这时可以看到备库已经可以接受只读连接了。

在主库上做一些操作: 

osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ psql -p 5432 -d postgres
psql (9.0beta4)
Type "help" for help.

postgres=# create table t (id int primary key,name varchar(20));
NOTICE: CREATE TABLE / PRIMARY KEY will create implicit index "t_pkey" for table "t"
CREATE TABLE
postgres=# insert into t (1,'xxxxxxx');
ERROR: syntax error at or near "1" at character 16
STATEMENT: insert into t (1,'xxxxxxx');
ERROR: syntax error at or near "1"
LINE 1: insert into t (1,'xxxxxxx');
                       ^
postgres=# insert into t values (1,'xxxxxxx');
INSERT 0 1
postgres=# insert into t values (2,'xxxxxxx');
INSERT 0 1
postgres=#

然后在备库上看是否同步到了备库:

osdba@osdba-laptop:/opt/pgstb$ psql -p 5433 -d postgres
psql (9.0beta4)
Type "help" for help.
postgres=# \d
       List of relations
 Schema | Name | Type | Owner
--------+------+-------+-------
 public | t | table | osdba
(1 row)

postgres=# select * from t;
 id | name
----+---------
  1 | xxxxxxx
  2 | xxxxxxx
(2 rows)

可以看到数据已经同步到了备库，基本上感觉不到延迟。