一、pglogical介绍
pglogical 是 PostgreSQL 的拓展模块, 为 PostgreSQL 数据库提供了逻辑流复制发布和订阅的功能。 pglogical 重用了 BDR 项目中的一部分相关技术。pglogical 是一个完全作为PostgreSQL 扩展实现的逻辑复制系统。完全集成，它不需要触发器或外部程序。这种物理复制的替代方法是使用发布/订阅模型复制数据以进行选择性复制的一种高效方法。支持 PG10、9.6、9.5、9.4 ，提供比 Slony、Bucardo 或 Londiste 更快的复制速度，以及跨版本升级。
我们使用的下列术语来描述节点和数据流之间的关系，重用了一些早期的 Slony 技术中的术语:
- 节点 - PostgreSQL 数据库实例
- 发布者和订阅者 - 节点的角色名称
- 复制集 - 关系表的集合
pglogical 是新技术组件，使用了最新的 PostgreSQL 数据库中的一些核心功能，所以存在一些数据库版本限制:
- 数据源发布和订阅节点需要运行 PostgreSQL 9.4 +
- 复制源过滤和冲突检测需要 PostgreSQL 9.5 +
支持的使用场景:
- 主版本数据库之间的升级(存在上述的版本限制)
- 完整的数据库复制
- 利用复制集，选择性的筛选的关系表
- 可从多个上游服务器,做数据的聚集和合并
二、安装操作
本节介绍了pglogical 扩展模块复制的基本用法。
下载地址，安装步骤
tar -zxvf pglogical-REL2_2_0.tar.gz cd pglogical-REL2_2_0 . /home/postgres/.bash_profile pg_config USE_PGXS=1 make clean USE_PGXS=1 make USE_PGXS=1 make install
首先 PostgreSQL服务器必须正确配置才能够支持逻辑解码︰
wal_level = 'logical' # one per database needed on (provider/subscriber)provider node max_worker_processes = 10 # one per node needed on provider node max_replication_slots = 10 # one per node needed on provider node max_wal_senders = 10 shared_preload_libraries = 'pglogical'
如果你想要处理解决与上一次/第一次更新之间的冲突 wins(参阅冲突章节), 你的数据库版本需要为PostgreSQL 9.5+ (在9.4中无效) 您可以向 PostgreSQL.conf 添加此额外的选项:
# needed for last/first update wins conflict resolution property available in Postgre track_commit_timestamp = on
pg_hba.conf 需要配置成允许从本地主机复制，用户拥有有复制权限,连接权限；并重启数据库服务
host replication postgres 网段ip/24 trust
在所有节点上所对应数据库安装pglogical拓展模块:
CREATE EXTENSION pglogical;
三、pglogical复制配置
现有实验环境
| 数据库版本 | IP | 角色 |
|---|---|---|
| psql (PostgreSQL) 9.6.0 | 192.168.1.221 | provider |
| psql (PostgreSQL) 10.5 | 192.168.1.235 | subscriber |
3.1、时间同步
服务器时间同步（主备库都需操作）
echo "*/20 * * * * /usr/sbin/ntpdate -u ntp.api.bz >/dev/null" >> /var/spool/cron/root
3.2、提供者节点配置
1、创建节点
在一个数据库里创建提供者节点
# 创建节点 SELECT pglogical.create_node( node_name := 'provider1', dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu' );
2、创建复制集
将public架构中的所有表添加到default复制集中
SELECT pglogical.replication_set_add_all_tables('default', ARRAY['public']);
复制集default的表都必需要primary key
3.3、订阅者节点配置
1、创建节点
在另一个数据库创建订阅者节点
SELECT pglogical.create_node( node_name := 'subscriber1', dsn := 'host=192.168.1.235 port=5432 dbname=lottu' );
2、创建订阅
订阅提供者节点，该订阅将在后台启动同步和复制过程
SELECT pglogical.create_subscription( subscription_name := 'subscription1', provider_dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu' );
3.4、验证复制
前面我们已经完成安装/配置 pglogical 操作。
1、创建测试表
create table tbl_lottu01(id int primary key, name text, reg_time timestamp);
由于需要验证insert/update/delete/truncate操作是否同步；所以创建的表要有主键。当然只对发布者必须要主键约束。
2、添加测试数据
lottu=# insert into tbl_lottu01 select generate_series(1,10000),'lottu',now(); INSERT 0 10000
3、将表添加对应的复制集
对新建的表；并没有为其分配对应的复制集；需要手动添加。当然可以利用触发器自动添加；后续补充。
lottu=# select * from pglogical.replication_set_table ; set_id | set_reloid | set_att_list | set_row_filter --------+------------+--------------+---------------- (0 rows)
- 方法1：
前面讲解创建复制集中；3.2.2中“将public架构中的所有表添加到default复制集中”
SELECT pglogical.replication_set_add_all_tables('default', ARRAY['public']);
- 方法二：
将表添加到对应的复制集中；详细介绍可以查看前面文档。
pglogical.replication_set_add_table(set_name name, relation regclass, synchronize_data boolean, columns text []，row_filter text)
两种方法都可以；我们采用第二种方法。
lottu=# select pglogical.replication_set_add_table( set_name := 'default', relation := 'tbl_lottu01',synchronize_data := true); replication_set_add_table --------------------------- t (1 row)
我们查看复制集
lottu=# select * from pglogical.replication_set_table ; set_id | set_reloid | set_att_list | set_row_filter -----------+-------------+--------------+---------------- 290045701 | tbl_lottu01 | | (1 row)
同时，数据也同步到 subscriber 节点。因为在第二种方法有 同步 的操作。若使用第一种方法；还需要在subscriber 节点同步表的操作。
#重新同步一个表 pglogical.alter_subscription_resynchronize_table(subscription_name name, relation regclass) #将所有的表都同步 pglogical.alter_subscription_synchronize(subscription_name name, truncate bool)
4、查看subscriber 节点
查看表 tbl_lottu01 信息
lottu=# select * from pglogical.show_subscription_table('subscription1','tbl_lottu01'); nspname | relname | status ---------+-------------+-------------- public | tbl_lottu01 | synchronized (1 row) lottu=# select count(1) from tbl_lottu01; count ------- 10000 (1 row)
在复制集default中： update/delete/truncate 操作也是同步复制。不作演示
| 复制集 | INSERT | UPDATE | DELETE | TRUNCATE |
|---|---|---|---|---|
| default | √ | √ | √ | √ |
| default_insert_only | √ | × | × | × |
四、复制特性扩展
4.1、延迟复制
pglogical.create_subscription(subscription_name name, provider_dsn text, replication_sets text[], synchronize_structure boolean, synchronize_data boolean, forward_origins text[], apply_delay interval)
参数:
- subscription_name - 订阅的名称，必须是唯一的
- provider_dsn - 提供者的连接字符串
- replication_sets - 要订阅的复制集数组，这些必须已存在，默认为“{default，default_insert_only，ddl_sql}”
- synchronize_structure - 指定是否将提供者与订阅者之间的结构同步，默认为false
- synchronize_data - 指定是否将数据从提供者同步到订阅者，默认为true
- forward_origins - 要转发的原始名称数组，当前只支持的值是空数组，意味着不转发任何不是源自提供者节点的更改，或“{all}”这意味着复制所有更改，无论它们的来源是什么，默认是全部}”
- apply_delay - 延迟复制多少，默认为0秒
示例：数据表结构同步；且延迟复制1分钟
SELECT pglogical.create_subscription( subscription_name := 'subscription1', provider_dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu', synchronize_structure := true, apply_delay := '00:01:00'::interval );
4.2、对源端进行 行/列 过滤
过滤机制需要 PostgreSQL 9.5 +
pglogical.replication_set_add_table(set_name name, relation regclass, synchronize_data boolean, columns text []，row_filter text)
参数：
- set_name - 现有复制集的名称
- relation - 要添加到集合中的表的名称或OID
- synchronize_data - 如果为true，则表数据将在订阅给定复制集的所有订户上同步，默认为false
- columns - 要复制的列的列表。通常，当应复制所有列时，这将设置为NULL，这是默认值
- row_filter - 行过滤表达式，默认为NULL（无过滤），有关详细信息，请参阅（行过滤）。警告：在使用有效行筛选器同步数据时要小心。使用synchronize_data=true有效row_filter就像对表的一次性操作。使用修改后再次执行它将row_filter不会将数据同步到订户。订阅者可能需要pglogical.alter_subscription_resynchronize_table()来修复它。
**
示例：对表tbl_lottu02中字段{id, name, job} 字段列过滤；且对条件 ‘id > 10’ 进行行过滤 **
# provider 节点 创建表并插入测试数据
create table tbl_lottu02 (id int primary key, name text, job text, reg_time timestamp );
insert into tbl_lottu02 select generate_series(1,20) id,'lottu'||generate_series(1,20),'pg', now();
# subscriber节点创建表； 可以只创建复制的列的数据表
create table tbl_lottu02 (id int primary key, name text, job text, reg_time timestamp );
# or
create table tbl_lottu02 (id int primary key, name text, job text);
#provider 节点 将表加入复制集中；并同步记录
lottu=# select pglogical.replication_set_add_table(set_name := 'default', relation := 'tbl_lottu02', synchronize_data := true, columns := '{id, name, job}',row_filter := 'id < 10');
replication_set_add_table
---------------------------
t
(1 row)
# subscriber节点查看表tbl_lottu02记录
lottu=# select * from tbl_lottu02;
id | name | job
----+--------+-----
1 | lottu1 | pg
2 | lottu2 | pg
3 | lottu3 | pg
4 | lottu4 | pg
5 | lottu5 | pg
6 | lottu6 | pg
7 | lottu7 | pg
8 | lottu8 | pg
9 | lottu9 | pg
(9 rows)
4.3、为新表自动分配复制集
事件触发器工具可用于描述为新创建的表定义复制集的规则。
CREATE OR REPLACE FUNCTION pglogical_assign_repset() RETURNS event_trigger AS $$ DECLARE obj record; BEGIN FOR obj IN SELECT * FROM pg_event_trigger_ddl_commands() LOOP IF obj.object_type = 'table' THEN IF obj.schema_name = 'config' THEN PERFORM pglogical.replication_set_add_table('configuration', obj.objid); ELSIF NOT obj.in_extension THEN PERFORM pglogical.replication_set_add_table('default', obj.objid); END IF; END IF; END LOOP; END; $$ LANGUAGE plpgsql; CREATE EVENT TRIGGER pglogical_assign_repset_trg ON ddl_command_end WHEN TAG IN ('CREATE TABLE', 'CREATE TABLE AS') EXECUTE PROCEDURE pglogical_assign_repset();
4.4、冲突检测
冲突检测需要 PostgreSQL 9.5 +
如果节点订阅多个提供程序，或当本地写入在订阅服务器上发生，可能会发生冲突，尤其是对传入的变化。这些都自动检测，并可以就此采取行动取决于配置。
解决冲突的办法是通过配置 pglogical.conflict_resolution 参数。
pglogical.conflict_resolution 支持的配置参数选项为︰
- error - 复制将停止上错误如果检测到冲突和手动操作需要解决
- apply_remote - 总是应用与本地数据有冲突的更改，这是默认值
- keep_local - 保留数据的本地版本，并忽略来自远程节点相互冲突的更改
- last_update_wins - 时间戳为提交最新的版本(newest commit timestamp)的数据将会被保存(这可以是本地或远程版本）
- first_update_wins - 时间戳为最旧的版本(oldest timestamp)的数据将会被保存(这可以是本地或远程版本）
当参数track_commit_timestamp被禁用时，唯一允许的配置值是 apply_remote。 PostgreSQL 9.4 不支持 track_commit_timestamp 配置参数只能配置参数apply_remote(该参数是默认值)。
# 在 订阅者 节点配置;我们保留最新的数据 track_commit_timestamp = on pglogical.conflict_resolution = 'last_update_wins' # 在 订阅者 节点创建测试表tbl_lottu03 lottu=# create table tbl_lottu03(id int primary key, name text); CREATE TABLE lottu=# insert into tbl_lottu03 values (1001,'subscriber'); INSERT 0 1 # 在 发布者 节点 创建测试表 create table tbl_lottu03(id int primary key, name text); select pglogical.replication_set_add_table( set_name := 'default', relation := 'tbl_lottu03',synchronize_data := true); insert into tbl_lottu03 values (1001,'provider'); # 在 订阅者 节点 查看数据 lottu=# select * from tbl_lottu03; id | name ------+---------- 1001 | provider
后记： 在订阅者的表需要主键约束；不然检测不到冲突；是否需要主键约束当然这个也是根据需求而定。
五、场景介绍
5.1、可从多个上游服务器,做数据的聚集和合并
发布者跟订阅者的关系；一个发布者可以被多个订阅者订阅。多个发布者可以被同一个订阅者订阅。
| 数据库版本 | IP | 数据库 | 角色 |
|---|---|---|---|
| psql (PostgreSQL) 9.6.0 | 192.168.1.221 | lottu | provider1 |
| psql (PostgreSQL) 9.6.0 | 192.168.1.221 | lottu02 | provider2 |
| psql (PostgreSQL) 10.5 | 192.168.1.235 | lottu | subscriber |
为了加以区分；我们定制SQL提示符；例如
lottu=# set PROMPT1 '%`echo provider1=`' provider1=
5.1.1、创建测试表
# 每个节点创建测试表; 订阅者创建的表可以无主键；若订阅者有主键，可利用序列自增来解决冲突。(例如：本例是两个发布者，则发布者1可取奇数;发布者二可取偶数)。若无主键;数据不受影响。 provider1=create table tbl_lottu05(id int primary key,name text); CREATE TABLE provider1=CREATE SEQUENCE seq_lottu05_id INCREMENT BY 2 START WITH 1; CREATE SEQUENCE provider2=create table tbl_lottu05(id int primary key,name text); CREATE TABLE provider2=CREATE SEQUENCE seq_lottu05_id INCREMENT BY 2 START WITH 2; CREATE SEQUENCE subscriber=create table tbl_lottu05(id int primary key,name text); CREATE TABLE
5.1.2、搭建模拟场景
更多介绍查看第三节；或者查考《PostgreSQL 逻辑复制文档 (pglogical 文档 )》
# provider 节点1 provider1=SELECT pglogical.create_node(node_name := 'provider1', dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu'); create_node ------------- 2976894835 provider1=select pglogical.replication_set_add_table( set_name := 'default', relation := 'tbl_lottu05',synchronize_data := true); replication_set_add_table --------------------------- t # provider 节点2 provider2=SELECT pglogical.create_node(node_name := 'provider2', dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu02'); create_node ------------- 1828187473 provider2=select pglogical.replication_set_add_table( set_name := 'default', relation := 'tbl_lottu05',synchronize_data := true); replication_set_add_table --------------------------- t # subscriber 节点 subscriber=SELECT pglogical.create_node(node_name := 'subscriber', dsn := 'host=192.168.1.235 port=5432 dbname=lottu'); create_node ------------- 2941155235 subscriber=SELECT pglogical.create_subscription(subscription_name := 'subscription1', provider_dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu'); create_subscription --------------------- 1763399739 subscriber=SELECT pglogical.create_subscription(subscription_name := 'subscription2', provider_dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu02'); create_subscription --------------------- 1871150101
5.1.3、插入数据验证
provider1=insert into tbl_lottu05 select nextval('seq_lottu05_id'),'lottu' || generate_series(1,10,2);
INSERT 0 5
provider2=insert into tbl_lottu05 select nextval('seq_lottu05_id'),'lottu' || generate_series(1,10,2);
INSERT 0 5
subscriber=select * from tbl_lottu05;
id | name
----+--------
1 | lottu1
3 | lottu3
5 | lottu5
7 | lottu7
9 | lottu9
2 | lottu1
4 | lottu3
6 | lottu5
8 | lottu7
10 | lottu9
(10 rows)
5.2、数据库版本升级
pglogical 对 PostgreSQL 版本升级是一个很实用的工具。能实现以几乎为零的停机时间迁移和升级PostgreSQL。局限性在于pglogical支持的 PostgreSQL 版本。
本例简单模拟下pglogical 对 PostgreSQL 版本升级；忽略插件、存储空间、表空间、以及业务SQL和自定义函数创建。
| 数据库版本 | IP | 数据库 | 角色 |
|---|---|---|---|
| psql (PostgreSQL) 9.6.0 | 192.168.1.221 | lottu | provider |
| psql (PostgreSQL) 10.5 | 192.168.1.235 | lottu | subscriber |
5.2.1、新建升级数据库
以一个全新的数据库进行操作
PG10-235=drop database if exists lottu; NOTICE: database "lottu" does not exist, skipping DROP DATABASE PG10-235=create database lottu owner lottu; CREATE DATABASE
5.2.2、pglogical 插件安装
本环境已经安装pglogical；只要到对应数据库创建pglogical插件即可
PG10-235=CREATE EXTENSION pglogical; CREATE EXTENSION PG10-235=dx List of installed extensions Name | Version | Schema | Description -----------+---------+------------+-------------------------------- pglogical | 2.2.0 | pglogical | PostgreSQL Logical Replication plpgsql | 1.0 | pg_catalog | PL/pgSQL procedural language (2 rows)
5.2.3、配置pglogical
- 发布者节点
这个要根据真实环境来设置；考虑到真实环境数据库中表不一定都有主键约束，可将表放到复制集 "default_insert_only"。
PG96-221=SELECT pglogical.create_node(node_name := 'provider', dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu'); create_node ------------- 3171898924 (1 row) PG96-221=SELECT pglogical.replication_set_add_all_tables('default_insert_only', ARRAY['public']); replication_set_add_all_tables -------------------------------- t (1 row)
该函数可实现主键和非主键分别放到'default'和'default_insert_only'复制集
CREATE OR REPLACE FUNCTION "public"."pglogical_relhaspkey_repset"() RETURNS "pg_catalog"."void" AS $BODY$ DECLARE obj record; BEGIN FOR obj IN (SELECT n.nspname, c.relname, c.relhaspkey FROM pg_catalog.pg_class c LEFT JOIN pg_catalog.pg_namespace n ON n.oid = c.relnamespace WHERE c.relkind = 'r' AND n.nspname <> 'pg_catalog' AND n.nspname <> 'information_schema' AND n.nspname !~ '^pg_toast' AND pg_catalog.pg_table_is_visible(c.oid) ORDER BY 1, 2) LOOP IF obj.relhaspkey THEN PERFORM pglogical.replication_set_add_table(set_name := 'default', relation := obj.relname :: regclass); ELSE PERFORM pglogical.replication_set_add_table(set_name := 'default_insert_only', relation := obj.relname :: regclass); END IF; END LOOP; END; $BODY$ LANGUAGE plpgsql VOLATILE COST 100
- 订阅者节点
PG10-235=SELECT pglogical.create_node(node_name := 'subscriber', dsn := 'host=192.168.1.235 port=5432 dbname=lottu');
create_node
-------------
2941155235
5.2.4、迁移DDL
pglogical 可以同步表/序列结构；在创建订阅者 'pglogical.create_subscription' ; 里面参数synchronize_structure - 指定是否将提供者与订阅者之间的结构同步，默认为false。可以同步表/序列/索引。
PG10-235=SELECT pglogical.create_subscription(subscription_name := 'subscription', provider_dsn := 'host=192.168.1.221 port=5432 dbname=lottu', synchronize_structure := true, synchronize_data := false); create_subscription --------------------- 2875150205 (1 row)
5.2.5、业务代码改写优化
上一步我们没同步数据。所以参数synchronize_data我们选择false。虽然把表/序列/索引结构同步过来；但是业务代码(函数/插件)没同步过来；还要考虑这些业务代码是否需要改写优化。因为新的版本往往有新特性。
5.2.6、全量复制
pglogical有将所有未同步表都在单个操作中同步
语法：
pglogical.alter_subscription_synchronize(subscription_name name, truncate bool)
参数：
- subscription_name - 现有订阅的名称
- truncate - 如果为true，表将在复制前被截断，默认为false
PG10-235=SELECT pglogical.alter_subscription_synchronize(subscription_name := 'subscription', truncate := false); alter_subscription_synchronize -------------------------------- t (1 row)
5.2.7、比对数据一致
经过上一步，两个数据库数据达到一致。
- 查看表同步状态
PG10-235=select * from pglogical.show_subscription_table(subscription_name := 'subscription', relation := 'tbl_lottu01'::regclass); nspname | relname | status ---------+-------------+-------------- public | tbl_lottu01 | synchronized (1 row)
- 比对两个数据库表的数据
PG96-221=select count(1) from tbl_lottu01; count ------- 10000 (1 row) PG10-235=select count(1) from tbl_lottu01; count ------- 10000 (1 row)
5.2.8、业务切换
比对数据一致；可以将业务切换到升级后的数据库。
5.2.9、删除pglogical配置
这步是可选的；保证升级后的数据库正常支持业务。不存在数据丢失的情况下。可以删除pglogical配置。
删除步骤：
- 删除订阅信息
- 删除两个数据库pglogical节点
PG10-235=select pglogical.drop_subscription(subscription_name := 'subscription',ifexists := true); drop_subscription ------------------- 1 (1 row) PG10-235=select pglogical.drop_node(node_name := 'subscriber', ifexists := true); drop_node ----------- t (1 row) PG96-221=select pglogical.drop_node(node_name := 'provider', ifexists := true); drop_node ----------- t (1 row)