PostgreSQL主从同步介绍

PostgreSQL 主从同步（也称为流复制）的原理是基于基于日志的复制机制（Write-Ahead Logging, WAL）进行的。这种机制使得数据在主数据库（Primary）和从数据库（Standby）之间保持同步，从而确保高可用性和数据冗余。

主从同步的基本概念

1. 主数据库（Primary）：负责处理所有写操作（插入、更新、删除）以及读操作。
2. 从数据库（Standby）：负责接收从主数据库传递来的WAL日志，并应用这些日志以保持数据的一致性。可以配置为只读以分担查询负载。

流复制原理

PostgreSQL 流复制的关键机制如下：

1. WAL 日志：主数据库将所有变更首先写入 WAL 日志文件。这些日志记录了数据库的每一个修改操作。
2. 发送 WAL 数据：主数据库将 WAL 日志发送给从数据库。发送是通过 WAL Sender 进程（wal_sender）来完成的。
3. 接收和写入 WAL 数据：从数据库通过 WAL Receiver 进程（wal_receiver）接受来自主数据库的 WAL 日志，并将其写入本地存储。
4. 应用 WAL 数据：从数据库将接收到的 WAL 日志应用到自身的数据库实例中，从而使数据与主数据库保持一致。

流复制的工作流程

1. 主数据库写 WAL 日志：

   • 主数据库生成的每个事务变更都会记录到 WAL 日志文件中。
   • WAL 日志文件通常被以 16MB 为一个文件块存储，称为 WAL 段。

2. WAL Sender 发送日志：

   • 主数据库的 WAL Sender 进程将最新的 WAL 日志记录发送给从数据库。
   • postgresql.conf 中的 max_wal_senders 参数决定了可以启动多少个 WAL Sender 进程。

3. WAL Receiver 接收日志：

   • 从数据库的 WAL Receiver 进程接收 WAL 日志，并将其保存在本地的 WAL 目录中。
   • 从数据库启动时，配置文件 recovery.conf 中的 standby_mode 设置为 on，并配置 primary_conninfo 用于连接主数据库。

4. 应用 WAL 日志：

   • 从数据库将接收到的 WAL 日志应用到自己的数据文件中，以使其与主数据库保持同步。
   • 在 PostgreSQL 13 版本及更高版本中，recovery.conf 的内容被合并到 postgresql.conf 中。

PostgreSQL 主从同步利用 WAL 日志文件实现数据同步，确保从数据库和主数据库之间的数据一致性。通过 WAL Sender 和 WAL Receiver 进程，变更数据被实时传输和应用，使系统能够有效地实现高可用性和负载均衡。