PostgreSQL 流复制异步转同步的操作

PostgreSQL流复制支持异步和同步模式，通过调整配置可实现从异步到同步的转换，确保数据一致性并提升高可用性。

PostgreSQL流复制异步转同步操作指南：原理与实践

背景

PostgreSQL作为一款功能强大的开源关系型数据库，其流复制（Streaming Replication）功能为数据的高可用和故障转移提供了有效支持，流复制允许将数据从一个PostgreSQL服务器（称为“主服务器”）实时复制到另一个或多个服务器（称为“备服务器”或“从服务器”），默认情况下，流复制是异步的，这意味着主服务器不会等待备服务器确认已接收数据，而是在数据写入磁盘后立即将数据发送给备服务器，但在某些场景下，需要将异步流复制转换为同步流复制，以确保数据的一致性和可靠性。

原理

1、异步流复制

在异步流复制模式下，主服务器将事务日志（WAL，Write-Ahead Logging）记录写入磁盘后，将这些记录发送给备服务器，备服务器接收到这些记录后，将这些记录应用于自己的数据库实例，由于主服务器不等待备服务器确认，因此可能会出现以下情况：

（1）主服务器发生故障，备服务器尚未接收到最近的事务日志记录。

（2）网络故障导致备服务器无法及时接收事务日志记录。

这可能导致数据不一致，即主备服务器之间的数据存在差异。

2、同步流复制

为了解决异步流复制可能导致的数据不一致问题，可以采用同步流复制，在同步流复制模式下，主服务器在提交事务之前，会等待至少一个备服务器确认已接收并写入事务日志记录，这样，可以确保在主服务器发生故障时，备服务器拥有与主服务器完全一致的数据。

操作步骤

以下为将PostgreSQL流复制从异步模式转为同步模式的操作步骤：

1、修改主服务器配置

需要修改主服务器的postgresql.conf配置文件，增加以下参数：

（1）synchronous_standby_names：指定至少一个同步备服务器，格式为“备服务器名称1,备服务器名称2”，synchronous_standby_names = ‘standby1,standby2’

（2）wal_level：设置WAL日志级别为“hot_standby”或“logical”，默认值为“minimal”。

（3）max_wal_senders：设置最大WAL发送进程数，至少要大于等于同步备服务器的数量。

（4）wal_keep_segments：设置保留的WAL日志文件数量，为了确保备服务器在发生网络故障时能够从主服务器获取足够的WAL日志，建议设置较大的值。

2、修改备服务器配置

修改备服务器的postgresql.conf配置文件，增加以下参数：

（1）hot_standby：设置为“on”，表示允许备服务器在恢复期间接收查询请求。

（2）max_standby_streaming_delay：设置备服务器可以延迟多久才将WAL日志应用于数据库实例，默认值为30秒。

（3）wal_receiver_status_interval：设置备服务器向主服务器发送状态信息的间隔时间，默认值为10秒。

3、重启主备服务器

修改完配置文件后，需要重启主服务器和备服务器。

4、确认同步模式

在主服务器上执行以下SQL命令，确认当前流复制模式：

SELECT sync_state FROM pg_stat_replication;

如果返回结果中的sync_state为“sync”，则表示已成功切换到同步流复制模式。

注意事项

1、确保主服务器和备服务器的PostgreSQL版本相同。

2、在修改配置文件时，注意备份原配置文件。

3、在切换同步模式前，确保备服务器已经追赶上主服务器的数据。

4、考虑到同步流复制可能对性能有一定影响，建议在业务低峰期进行切换。

5、如果需要从同步模式切换回异步模式，只需修改主服务器的synchronous_standby_names参数，将其设置为空或注释掉即可。

通过本文，我们了解了PostgreSQL流复制异步转同步的原理和操作步骤，在实际生产环境中，根据业务需求选择合适的流复制模式，可以确保数据的一致性和可靠性，也要关注性能和资源消耗，以实现最佳的数据同步方案。