异步流复制模式如何保证不丢数据?

标签 PostgreSQL , 流复制 , 异步 , 2PC , 3PC 背景 PostgreSQL支持多种事务commit模式，以一主多备的同步流复制为例，事务的REDO信息持久化是怎样的呢？ 配置synchronous_commit参数如下，以及对应的含义： local：表示REDO本地持久化。

标签

PostgreSQL , 流复制 , 异步 , 2PC , 3PC

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背景

PostgreSQL支持多种事务commit模式，以一主多备的同步流复制为例，事务的REDO信息持久化是怎样的呢？

配置synchronous_commit参数如下，以及对应的含义：

local：表示REDO本地持久化。

on：表示本地持久化，以及一个备库持久化。

remote_write：表示本地持久化，以及备库异步WRITE完成。

off：表示本地写wal buffer完成。

quorum：表示本地持久化，同时加上备库已持久化的个数，需要超过半数节点。

很显然，如果只有一个备库，并且synchronous_commit使用local模式的话，在发生HA时，不能保证不丢数据。

但是有什么方法能做到只有一个备库，并且synchronous_commit使用local模式，还能不丢数据呢？

2PC与LSN栅栏

两阶段提交（2PC），在很多分布式数据库中，被用于确保分布式事务的一致性。

在单个数据库中，也可以被业务用于多个事务之间的依赖保证。

实际上，如果你要保证事务提交后，在异步的备库也提交，也可以使用2PC来实现。

备库延迟的判断

首先我们要了解如何判断备库的延迟.

查看当前数据库的LSN位置。

# select pg_current_xlog_insert_location();  
 pg_current_xlog_insert_location   
---------------------------------  
 3F7/517DE940  
(1 row)  

查看备库接收并持久化的WAL LSN位置。

# select flush_location from pg_stat_replication ;  
 flush_location   
----------------  
 3F7/51EAE058  
(1 row)  

当 "备库的LSN >= 当前主库的LSN" 时，说明你前面提交的事务都已经同步到备库了。

例子

主库

产生一个2PC事务

postgres=# create table test(id int);  
CREATE TABLE  
postgres=# begin;  
BEGIN  
postgres=# insert into test values (1);  
INSERT 0 1  
postgres=# prepare transaction '2pctest';  
PREPARE TRANSACTION  

查看备库LSN是否大于等于主库当前的LSN

postgres=# select flush_location from pg_stat_replication ;  
 flush_location   
----------------  
 81/A601E170  
(1 row)  
  
postgres=# select pg_current_xlog_insert_location();  
 pg_current_xlog_insert_location   
---------------------------------  
 81/A601E170  
(1 row)  

确保 备库LSN是否大于等于主库当前的LSN 后，关闭主库（模拟主库DOWN机）

pg_ctl stop -m fast  
waiting for server to shut down.... done  
server stopped  

查看备库现在有没有未结束的2pc事务，当前还没有激活，所以看不到

postgres=# select * from pg_prepared_xacts ;  
 transaction | gid | prepared | owner | database   
-------------+-----+----------+-------+----------  
(0 rows)  

激活备库

pg_ctl promote  
server promoting  

再次查看备库，未提交的2PC出现了。

psql  
psql (9.4.1)  
Type "help" for help.  
  
postgres=# select * from pg_prepared_xacts ;  
 transaction |   gid   |           prepared           |  owner   | database   
-------------+---------+------------------------------+----------+----------  
   115258352 | 2pctest | 2017-05-04 19:42:51.32323+08 | postgres | postgres  
(1 row)  

你要做的是提交或回滚这些2PC事务即可。

使用这种方式，我们在异步的流复制节点中，也可以做到不丢事务。(虽然这么做比较繁琐。)

对于非常关键的事务，你可以通过以上方式来实现异步复制也不丢数据。

事务级同步级别

实际上PostgreSQL的同步级别(synchronous_commit)可以配置在事务中，也就是说，可以对可靠性要求高的事务，设置为同步模式。

对于可靠性要求低的事务，设置为异步模式。

例子，设置事务为同步模式。

begin;  
set local synchronous_commit=on;  -- 同步模式  
....  
end;  

例子，设置事务为异步模式。

begin;  
set local synchronous_commit=local;  -- 异步模式  
....  
end;  

参考

《PostgreSQL 10.0 preview 功能增强 - slave支持WAITLSN 'lsn', time;用于设置安全replay栅栏》

https://www.postgresql.org/docs/9.6/static/sql-prepare-transaction.html

https://www.postgresql.org/docs/9.6/static/sql-commit-prepared.html

https://www.postgresql.org/docs/9.6/static/sql-rollback-prepared.html

https://www.postgresql.org/docs/9.6/static/view-pg-prepared-xacts.html