# PostgreSQL 实战指南 ## 目录 1. [PostgreSQL 介绍](#1-postgresql-介绍) 2. [PostgreSQL 安装](#2-postgresql-安装) 3. [PostgreSQL 管理](#3-postgresql-管理) 4. [PostgreSQL 体系架构](#4-postgresql-体系架构) 5. [PostgreSQL 备份还原](#5-postgresql-备份还原) 6. [PostgreSQL 高可用](#6-postgresql-高可用) --- ## 1. PostgreSQL 介绍 ### 1.1 什么是 PostgreSQL PostgreSQL 是一个功能强大的开源对象关系型数据库系统（ORDBMS），支持 SQL 标准并具有丰富的企业级特性。作为最先进的开源数据库，PostgreSQL 以其可靠性、数据完整性和扩展性著称。 ### 1.2 PostgreSQL 特点 | 特性 | 说明 | |------|------| | 开源免费 | 完全开源，BSD/MIT 许可证 | | ACID 完整 | 完全支持 ACID 事务特性 | | MVCC | 多版本并发控制，支持高并发 | | 丰富数据类型 | 支持数组、JSON、UUID、几何类型等 | | 索引类型 | 支持 B-tree、Hash、GIN、GiST、BRIN 等 | | 扩展性 | 支持自定义函数、操作符、数据类型 | | 外键约束 | 完整的外键约束支持 | | 视图 | 支持物化视图、普通视图 | | 触发器 | 支持行级和语句级触发器 | | 存储过程 | 支持存储过程（多种语言） | | 分区表 | 支持范围分区、列表分区、哈希分区 | | 复制 | 支持流复制、逻辑复制 | | 集群 | 支持 Citus 分布式集群 | ### 1.3 PostgreSQL 应用场景 | 场景 | 说明 | |------|------| | 企业应用 | ERP、CRM 等企业级应用数据库 | | GIS 应用 | PostGIS 扩展支持地理信息系统 | | 数据仓库 | 分析型数据库，大数据处理 | | Web 应用 | LAMP/LEMP 架构数据存储 | | 金融系统 | 对事务要求严格的系统 | | 科研数据 | 科研数据存储和分析 | ### 1.4 PostgreSQL 与 MySQL 对比 | 特性 | PostgreSQL | MySQL | |------|------------|-------| | 事务支持 | 完整 ACID | ACID（InnoDB） | | 并发控制 | MVCC | MVCC（InnoDB） | | 数据类型 | 丰富 | 基础 | | 索引类型 | 多样 | 较少 | | 扩展性 | 强大 | 一般 | | 复制 | 流复制/逻辑复制 | 主从复制/GTID | | 性能 | 复杂查询快 | 简单查询快 | | 许可证 | BSD | GPL | --- ## 2. PostgreSQL 安装 ### 2.1 环境要求 - 操作系统：Linux（CentOS/Ubuntu/Debian）、macOS、Windows - 内存：至少 1GB（生产环境建议 4GB+） - 磁盘：至少 100GB ### 2.2 YUM 安装（CentOS/RHEL） ```bash # 安装 PostgreSQL Yum 源 yum install -y https://download.postgresql.org/pub/repos/yum/reporpms/EL-8-x86_64/pgdg-redhat-repo-latest.noarch.rpm # 安装 PostgreSQL 服务器和客户端 yum install -y postgresql15-server postgresql15 # 初始化数据库 /usr/pgsql-15/bin/postgresql-15-setup initdb # 启动服务 systemctl start postgresql-15 systemctl enable postgresql-15 # 检查服务状态 systemctl status postgresql-15 ``` ### 2.3 APT 安装（Debian/Ubuntu） ```bash # 安装 PostgreSQL APT 源 sh -c 'echo "deb http://apt.postgresql.org/pub/repos/apt $(lsb_release -cs)-pgdg main" > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list' wget --quiet -O - https://www.postgresql.org/media/keys/ACCC4CF8.asc | apt-key add - # 更新并安装 apt update apt install -y postgresql-15 postgresql-client-15 # 启动服务 systemctl start postgresql systemctl enable postgresql ``` ### 2.4 源码编译安装 ```bash # 安装依赖 yum install -y gcc make libxml2 libuuid openssl readline zlib # 下载源码 wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v15.4/postgresql-15.4.tar.gz tar -zxf postgresql-15.4.tar.gz cd postgresql-15.4 # 配置 ./configure --prefix=/usr/local/pgsql-15 \ --with-openssl \ --with-readline \ --with-uuid=libuuid \ --with-libxml \ --with-zlib # 编译安装 make -j4 make install # 创建用户 useradd -m -s /bin/bash postgres mkdir -p /usr/local/pgsql-15/data chown -R postgres:postgres /usr/local/pgsql-15 # 切换用户初始化 su - postgres /usr/local/pgsql-15/bin/initdb -D /usr/local/pgsql-15/data # 启动数据库 /usr/local/pgsql-15/bin/pg_ctl -D /usr/local/pgsql-15/data -l /usr/local/pgsql-15/logfile start ``` ### 2.5 Docker 安装 ```bash # 拉取镜像 docker pull postgres:15 # 运行容器 docker run -d \ --name postgres \ -e POSTGRES_PASSWORD=your_password \ -e POSTGRES_USER=admin \ -e POSTGRES_DB=mydb \ -p 5432:5432 \ -v /data/postgres/data:/var/lib/postgresql/data \ postgres:15 # 使用配置文件启动 docker run -d \ --name postgres \ -e POSTGRES_PASSWORD=your_password \ -v /data/postgres/postgresql.conf:/etc/postgresql/postgresql.conf \ -v /data/postgres/data:/var/lib/postgresql/data \ postgres:15 -c config-file=/etc/postgresql/postgresql.conf ``` ### 2.6 基础配置 ```bash # postgresql.conf 主要配置 # 连接配置 listen_addresses = '*' port = 5432 max_connections = 200 # 内存配置 shared_buffers = 4GB effective_cache_size = 12GB work_mem = 256MB maintenance_work_mem = 1GB # 持久化配置 wal_level = replica max_wal_size = 1GB min_wal_size = 80MB # 日志配置 log_destination = 'stderr' logging_collector = on log_directory = 'log' log_filename = 'postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log' log_statement = 'ddl' log_min_duration_statement = 1000 # 复制配置 wal_sender_timeout = 60s wal_receiver_timeout = 60s # 客户端连接配置 authentication_timeout = 1min password_encryption = scram-sha-256 ``` ### 2.7 pg_hba.conf 配置 ```bash # pg_hba.conf - 客户端认证 # 本地连接 local all all trust # IPv4 本地回环 host all all 127.0.0.1/32 scram-sha-256 # IPv6 本地回环 host all all ::1/128 scram-sha-256 # 允许特定网段 host all all 192.168.1.0/24 scram-sha-256 # 允许所有网段（生产环境谨慎） # host all all 0.0.0.0/0 scram-sha-256 # 复制连接 local replication all trust host replication all 127.0.0.1/32 scram-sha-256 host replication all ::1/128 scram-sha-256 host replication all 192.168.1.0/24 scram-sha-256 ``` ### 2.8 启动和停止 ```bash # 服务方式（使用 RPM/APT 安装） systemctl start postgresql-15 systemctl stop postgresql-15 systemctl restart postgresql-15 systemctl status postgresql-15 # 手动方式 pg_ctl -D /var/lib/pgsql/15/data start pg_ctl -D /var/lib/pgsql/15/data stop # 连接数据库 psql -U postgres psql -h localhost -U postgres -d mydb ``` --- ## 3. PostgreSQL 管理 ### 3.1 连接和基本操作 ```bash # 连接数据库 psql -U username -d database_name psql -h hostname -p 5432 -U username -d database_name # 常用命令 \l # 列出所有数据库 \d # 列出当前数据库的所有表 \d table_name # 查看表结构 \du # 列出所有用户 \di # 列出所有索引 \dv # 列出所有视图 \dt # 列出所有表 \db # 列出所有表空间 \x # 展开显示 \? # 帮助 \q # 退出 ``` ### 3.2 数据库操作 ```bash # 创建数据库 CREATE DATABASE mydb; # 创建数据库（指定所有者、编码） CREATE DATABASE mydb OWNER postgres ENCODING 'UTF8' TEMPLATE template0; # 删除数据库 DROP DATABASE mydb; # 修改数据库 ALTER DATABASE mydb RENAME TO newdb; ALTER DATABASE mydb SET work_mem = '256MB'; # 切换数据库 \c mydb \connect mydb ``` ### 3.3 表操作 ```bash # 创建表 CREATE TABLE users ( id SERIAL PRIMARY KEY, username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL, email VARCHAR(100) NOT NULL, password VARCHAR(255) NOT NULL, age INTEGER CHECK (age >= 0), status SMALLINT DEFAULT 1, created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, updated_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ); # 创建表（带约束） CREATE TABLE orders ( id SERIAL PRIMARY KEY, user_id INTEGER REFERENCES users(id) ON DELETE CASCADE, total_amount DECIMAL(10, 2) NOT NULL, status VARCHAR(20) DEFAULT 'pending', created_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, CONSTRAINT valid_amount CHECK (total_amount >= 0) ); # 查看表结构 \d users # 修改表 ALTER TABLE users ADD COLUMN phone VARCHAR(20); ALTER TABLE users DROP COLUMN phone; ALTER TABLE users RENAME COLUMN email TO user_email; ALTER TABLE users ALTER COLUMN age SET DEFAULT 18; ALTER TABLE users ALTER COLUMN age DROP DEFAULT; ALTER TABLE users ADD CONSTRAINT unique_email UNIQUE (user_email); # 删除表 DROP TABLE users; DROP TABLE IF EXISTS users; ``` ### 3.4 索引操作 ```bash # 创建索引 CREATE INDEX idx_users_email ON users(email); CREATE INDEX idx_users_status ON users(status); CREATE INDEX idx_users_created ON users(created_at DESC); # 创建唯一索引 CREATE UNIQUE INDEX idx_users_username ON users(username); # 创建复合索引 CREATE INDEX idx_orders_user_status ON orders(user_id, status); # 创建部分索引 CREATE INDEX idx_orders_active ON orders(user_id) WHERE status = 'active'; # 创建表达式索引 CREATE INDEX idx_users_lower_email ON users(LOWER(email)); # 查看索引 \d users SELECT * FROM pg_indexes WHERE tablename = 'users'; # 删除索引 DROP INDEX idx_users_email; ``` ### 3.5 用户和权限管理 ```bash # 创建用户 CREATE USER username WITH PASSWORD 'password'; # 创建超级用户 CREATE USER admin WITH SUPERUSER PASSWORD 'password'; # 修改用户 ALTER USER username WITH PASSWORD 'newpassword'; ALTER USER username VALID UNTIL '2025-01-01'; ALTER USER username CREATEDB; ALTER USER username CREATEROLE; # 删除用户 DROP USER username; # 创建角色 CREATE ROLE readonly; CREATE ROLE readwrite; # 角色授权 GRANT SELECT ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO readonly; GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON ALL TABLES IN SCHEMA public TO readwrite; GRANT USAGE ON ALL SEQUENCES IN SCHEMA public TO readwrite; # 默认权限 ALTER DEFAULT PRIVILEGES IN SCHEMA public GRANT SELECT ON TABLES TO readonly; # 撤销权限 REVOKE ALL PRIVILEGES ON TABLE users FROM username; REVOKE INSERT ON ALL TABLES IN SCHEMA public FROM readwrite; # 查看权限 \du username ``` ### 3.6 视图操作 ```bash # 创建视图 CREATE VIEW user_orders AS SELECT u.username, o.id, o.total_amount, o.status, o.created_at FROM users u JOIN orders o ON u.id = o.user_id; # 创建物化视图 CREATE MATERIALIZED VIEW monthly_sales AS SELECT DATE_TRUNC('month', created_at) AS month, SUM(total_amount) AS total FROM orders GROUP BY DATE_TRUNC('month', created_at); # 刷新物化视图 REFRESH MATERIALIZED VIEW monthly_sales; # 删除视图 DROP VIEW user_orders; DROP MATERIALIZED VIEW monthly_sales; ``` ### 3.7 函数和存储过程 ```bash # 创建函数 CREATE OR REPLACE FUNCTION get_user_count() RETURNS INTEGER AS $$ BEGIN RETURN (SELECT COUNT(*) FROM users); END; $$ LANGUAGE plpgsql; # 创建存储过程（ PostgreSQL 11+） CREATE OR REPLACE PROCEDURE update_user_status(user_id INT, new_status INT) LANGUAGE plpgsql AS $$ BEGIN UPDATE users SET status = new_status, updated_at = CURRENT_TIMESTAMP WHERE id = user_id; END; $$; # 调用存储过程 CALL update_user_status(1, 2); ``` ### 3.8 触发器 ```bash # 创建触发器函数 CREATE OR REPLACE FUNCTION update_timestamp() RETURNS TRIGGER AS $$ BEGIN NEW.updated_at = CURRENT_TIMESTAMP; RETURN NEW; END; $$ LANGUAGE plpgsql; # 创建触发器 CREATE TRIGGER update_users_timestamp BEFORE UPDATE ON users FOR EACH ROW EXECUTE FUNCTION update_timestamp(); # 查看触发器 \dT+ users # 删除触发器 DROP TRIGGER update_users_timestamp ON users; ``` ### 3.9 分区表 ```bash # 创建范围分区表 CREATE TABLE orders ( id BIGSERIAL, user_id INTEGER NOT NULL, total_amount DECIMAL(10, 2) NOT NULL, created_at TIMESTAMP NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ) PARTITION BY RANGE (created_at); # 创建分区 CREATE TABLE orders_2024 PARTITION OF orders FOR VALUES FROM ('2024-01-01') TO ('2025-01-01'); CREATE TABLE orders_2025 PARTITION OF orders FOR VALUES FROM ('2025-01-01') TO ('2026-01-01'); # 创建列表分区 CREATE TABLE products ( id SERIAL, name VARCHAR(100), category VARCHAR(50) ) PARTITION BY LIST (category); CREATE TABLE products_electronics PARTITION OF products FOR VALUES IN ('electronics', 'computers'); CREATE TABLE products_clothing PARTITION OF products FOR VALUES IN ('clothing', 'fashion'); ``` ### 3.10 性能分析 ```bash # 查看慢查询 SELECT query, calls, mean_time, total_time FROM pg_stat_statements ORDER BY total_time DESC LIMIT 10; # 查看表大小 SELECT relname, pg_size_pretty(pg_total_relation_size(relid)) FROM pg_catalog.pg_statio_user_tables ORDER BY pg_total_relation_size(relid) DESC; # 查看索引使用情况 SELECT indexrelname, idx_scan, idx_tup_read, idx_tup_fetch FROM pg_stat_user_indexes ORDER BY idx_scan DESC; # 分析表 ANALYZE users; # 清理缓存 DISCARD ALL; ``` --- ## 4. PostgreSQL 体系架构 ### 4.1 架构概述 PostgreSQL 采用**进程/线程混合架构**，主要包括： ``` ┌─────────────────────────────────────────────────────┐ │ PostgreSQL 进程结构 │ ├─────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ┌──────────────┐ │ │ │ Postmaster │ ← 主进程（父进程） │ │ │ (PID 1234) │ │ │ └──────┬───────┘ │ │ │ │ │ ┌─────┼─────┬─────────────┐ │ │ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ │ │ ┌────┐ ┌────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ │ │ │Writer│ │Wal │ │Check-│ │Auto-│ │ │ │Writer│ │Writer│ │pointer│ │vacuum│ │ │ └────┘ └────┘ └──────┘ └──────┘ │ │ │ │ ┌──────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Client Connections │ │ │ │ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ │ │ │ │ │postgres│ │postgres│ │postgres│ ... │ │ │ │ │(PID 1) │ │(PID 2) │ │(PID 3) │ │ │ │ │ └──────┘ └──────┘ └──────┘ │ │ │ └──────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────┘ ``` ### 4.2 进程说明 | 进程 | 说明 | |------|------| | **Postmaster** | 主进程，监听连接请求，创建子进程 | | **Writer** | 负责将数据写入磁盘 | | **Wal Writer** | 负责将 WAL 写入磁盘 | | **Checkpointer** | 检查点进程，触发检查点 | | **Autovacuum** | 自动 vacuum 进程 | | **Archiver** | WAL 归档进程 | | **Stats Collector** | 统计信息收集进程 | | **Bgwriter** | 后台写进程 | | **Client Process** | 每个客户端连接对应的服务进程 | ### 4.3 内存结构 ``` ┌─────────────────────────────────────────────────────┐ │ PostgreSQL 内存结构 │ ├─────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ 共享内存（Shared Memory） │ │ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ shared_buffers ← 数据缓存 │ │ │ │ wal_buffers ← WAL 缓冲区 │ │ │ │ commit_timestamp buffers │ │ │ │ locks ← 锁管理 │ │ │ │ predicate_locks ← 谓词锁 │ │ │ │ transaction logs ← 事务日志 │ │ │ └─────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ │ 进程内存（Process Memory） │ │ ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ work_mem ← 排序/哈希操作内存 │ │ │ │ maintenance_work_mem ← 维护操作内存 │ │ │ │ temp_buffers ← 临时表缓存 │ │ │ │ parallel_worker ← 并行工作进程内存 │ │ │ └─────────────────────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────┘ ``` ### 4.4 核心概念 #### 4.4.1 共享内存 | 参数 | 说明 | |------|------| | `shared_buffers` | 数据页缓存，建议设置为系统内存的 25% | | `wal_buffers` | WAL 缓冲区，默认 16MB | | `effective_cache_size` | 操作系统缓存估计，影响查询规划 | #### 4.4.2 进程内存 | 参数 | 说明 | |------|------| | `work_mem` | 排序和哈希操作内存，每个操作独立分配 | | `maintenance_work_mem` | 维护操作（VACUUM、CREATE INDEX）内存 | | `temp_buffers` | 临时表缓存 | ### 4.5 存储结构 #### 4.5.1 物理存储 ``` PostgreSQL 数据目录：$PGDATA $PGDATA/ ├── base/ # 表数据文件 │ ├── 12345/ # 数据库 OID │ │ ├── 12345 # 表文件 │ │ ├── 12345.1 # 表文件（超过 1GB 自动分卷） │ │ └── 12345_vm # 可见性映射 │ └── ... ├── global/ # 系统表 ├── pg_wal/ # WAL 日志 ├── pg_xact/ # 事务状态 ├── pg_notify/ # LISTEN/NOTIFY ├── pg_serial/ # 可序列化事务 ├── pg_subtrans/ # 子事务 ├── pg_tblspc/ # 表空间链接 ├── pg_dynshmem/ # 动态共享内存 ├── pg_replslot/ # 复制槽 ├── pg_stat/ # 统计信息 ├── pg_stat_tmp/ # 临时统计信息 ├── pg_snapshots/ # 导出快照 ├── pg_logical/ # 逻辑解码 ├── pg_walwriter/ # WAL 写入器 ├── pg_conf/ # 配置文件 ├── postgresql.conf # 主配置文件 ├── pg_hba.conf # 客户端认证 └── pg_ident.conf # 用户映射 ``` #### 4.5.2 逻辑存储 - **表（Table）**：由行组成的数据集合 - **行（Row）**：一条记录 - **页（Page）**：默认 8KB，存储基本单元 - **元组（Tuple）**：行的物理表示 ### 4.6 事务管理 #### 4.6.1 MVCC 机制 PostgreSQL 使用 MVCC（多版本并发控制）实现事务隔离： - 每次更新创建新版本，旧版本保留 - 事务通过查看版本号判断可见性 - 读写不冲突，提高并发性能 #### 4.6.2 事务隔离级别 ```sql -- 查看当前隔离级别 SHOW transaction_isolation; -- 设置隔离级别 SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED; SET SESSION CHARACTERISTICS AS TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE; ``` | 级别 | 说明 | 脏读 | 不可重复读 | 幻读 | |------|------|------|------------|------| | READ UNCOMMITTED | 读未提交 | 可能 | 可能 | 可能 | | READ COMMITTED | 读已提交 | 不可能 | 可能 | 可能 | | REPEATABLE READ | 可重复读 | 不可能 | 不可能 | 可能 | | SERIALIZABLE | 串行化 | 不可能 | 不可能 | 不可能 | ### 4.7 WAL 日志 #### 4.7.1 WAL 机制 WAL（Write Ahead Logging）预写日志，确保数据持久性： 1. 事务提交时，先写 WAL 2. WAL 写入磁盘后，返回成功 3. 后台将数据写入磁盘 #### 4.7.2 检查点 ```sql -- 手动执行检查点 CHECKPOINT; -- 查看检查点统计 SELECT * FROM pg_stat_checkpoints; ``` ### 4.8 存储引擎 PostgreSQL 使用单一存储引擎（heap），通过不同索引实现不同访问模式： | 索引类型 | 适用场景 | |----------|----------| | B-tree | 范围查询、排序 | | Hash | 精确匹配 | | GiST | 几何、地理数据 | | GIN | 全文搜索、数组 | | BRIN | 顺序扫描、大表 | | SP-GiST | 空间分割 | --- ## 5. PostgreSQL 备份还原 ### 5.1 备份类型 | 类型 | 说明 | 工具 | |------|------|------| | SQL 导出 | 逻辑备份，可跨版本 | pg_dump | | 物理备份 | 直接复制数据文件 | pg_basebackup | | 归档备份 | 增量备份 | WAL 归档 | ### 5.2 逻辑备份（pg_dump） ```bash # 备份单个数据库 pg_dump -U postgres -Fc mydb > mydb.dump pg_dump -U postgres -Fp mydb > mydb.sql # 备份所有数据库 pg_dumpall -U postgres > all_databases.sql # 备份指定表 pg_dump -U postgres -t users -t orders mydb > tables.sql # 备份表结构 pg_dump -U postgres -s mydb > schema.sql # 备份数据 pg_dump -U postgres -a mydb > data.sql # 压缩备份 pg_dump -U postgres -Fc mydb > mydb.dump.gz # 并行备份（PostgreSQL 13+） pg_dump -U postgres -Fd -j 4 -f backup_dir mydb ``` ### 5.3 逻辑还原（pg_restore） ```bash # 还原数据库 psql -U postgres -d mydb < mydb.sql # 还原压缩备份 pg_restore -U postgres -d mydb mydb.dump # 还原前删除原有对象 pg_restore -U postgres -d mydb --clean mydb.dump # 还原到新数据库 createdb -U postgres newdb pg_restore -U postgres -d newdb mydb.dump # 还原并行备份 pg_restore -U postgres -d mydb -j 4 backup_dir/ ``` ### 5.4 物理备份（pg_basebackup） ```bash # 基础物理备份 pg_basebackup -U postgres -D /backup/base -Ft -z -P # 流复制备份 pg_basebackup -U postgres -D /backup/base -Xs -P # 带 WAL 的备份 pg_basebackup -U postgres -D /backup/base -X stream -P # 备份到远程 pg_basebackup -U postgres -h remote_host -D /backup/base -Xs -P ``` ### 5.5 PITR（时间点恢复） #### 5.5.1 配置 WAL 归档 ```bash # postgresql.conf wal_level = replica archive_mode = on archive_command = 'test ! -f /backup/wal/%f && cp %p /backup/wal/%f' archive_timeout = 300 ``` #### 5.5.2 执行基础备份 ```bash pg_basebackup -U postgres -D /backup/base -Ft -z -P ``` #### 5.5.3 恢复配置 ```bash # postgresql.conf 恢复配置 restore_command = 'cp /backup/wal/%f %p' recovery_target_time = '2024-01-15 10:00:00' # 创建恢复信号文件 touch /var/lib/pgsql/15/data/recovery.signal ``` #### 5.5.4 启动恢复 ```bash # 停止 PostgreSQL pg_ctl -D /var/lib/pgsql/15/data stop # 修改配置后启动 pg_ctl -D /var/lib/pgsql/15/data -l /var/lib/pgsql/15/data/logfile start ``` ### 5.6 定时备份脚本 ```bash #!/bin/bash # 备份配置 BACKUP_DIR="/backup/postgresql" DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S) DB_NAME="mydb" DB_USER="postgres" # 创建备份目录 mkdir -p $BACKUP_DIR # 删除 7 天前的备份 find $BACKUP_DIR -type f -mtime +7 -delete # 执行备份 pg_dump -U $DB_USER -Fc $DB_NAME > $BACKUP_DIR/${DB_NAME}_${DATE}.dump # 记录日志 echo "[$(date)] Backup completed: ${DB_NAME}_${DATE}.dump" >> /var/log/pg_backup.log ``` ### 5.7 自动备份（cron） ```bash # 编辑 crontab crontab -e # 每天凌晨 2 点执行备份 0 2 * * * /usr/local/bin/backup.sh # 每天凌晨 2 点和下午 2 点执行备份 0 2,14 * * * /usr/local/bin/backup.sh ``` --- ## 6. PostgreSQL 高可用 ### 6.1 高可用方案概述 | 方案 | 说明 | 复杂度 | 延迟 | |------|------|--------|------| | 流复制 | 主从同步复制 | 低 | 低 | | 逻辑复制 | 表级别复制 | 中 | 低 | | Patroni + etcd | 自动故障转移 | 高 | 低 | | PgBouncer | 连接池 + 负载均衡 | 中 | - | | Citus | 分布式集群 | 高 | 中 | ### 6.2 流复制配置 #### 6.2.1 主库配置 ```bash # postgresql.conf wal_level = replica max_wal_senders = 10 max_replication_slots = 10 wal_keep_size = 1GB # 可选：同步复制 synchronous_commit = on synchronous_standby_names = 'standby1' ``` #### 6.2.2 从库配置 ```bash # postgresql.conf primary_conninfo = 'host=192.168.1.100 port=5432 user=replica password=replica_pass' # 可选：只读模式 hot_standby = on max_standby_streaming_delay = 30s ``` #### 6.2.3 创建复制用户 ```sql -- 主库执行 CREATE USER replica REPLICATION LOGIN PASSWORD 'replica_pass'; -- 配置 pg_hba.conf host replication replica 192.168.1.0/24 scram-sha-256 ``` #### 6.2.4 启动从库 ```bash # 从主库基础备份 pg_basebackup -U postgres -h 192.168.1.100 -D /var/lib/pgsql/15/data -Xs -P # 启动从库 pg_ctl -D /var/lib/pgsql/15/data -l /var/lib/pgsql/15/data/logfile start ``` ### 6.3 逻辑复制配置 #### 6.3.1 发布和订阅 ```sql -- 在发布库创建发布 CREATE PUBLICATION mypub FOR TABLE users, orders; -- 在订阅库创建订阅 CREATE SUBSCRIPTION mysub CONNECTION 'host=192.168.1.100 port=5432 dbname=mydb user=postgres' PUBLICATION mypub; ``` #### 6.3.2 复制槽 ```sql -- 创建复制槽（逻辑复制必须） SELECT * FROM pg_create_logical_replication_slot('slot_name', 'pgoutput'); -- 查看复制槽 SELECT * FROM pg_replication_slots; ``` ### 6.4 Patroni 高可用 #### 6.4.1 Patroni 架构 ``` ┌─────────────────────────────────────────────────────┐ │ Patroni 高可用架构 │ ├─────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │ │ etcd 1 │──────│ etcd 2 │ │ │ └─────────────┘ └─────────────┘ │ │ │ │ │ │ └──────────┬─────────┘ │ │ ▼ │ │ ┌─────────────────┐ │ │ │ Patroni Leader │ │ │ │ 192.168.1.100 │ │ │ └────────┬────────┘ │ │ │ │ │ ┌────────┴────────┐ │ │ ▼ ▼ │ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ │ │ Standby 1│ │ Standby 2│ │ │ │192.168.1│ │192.168.1│ │ │ └──────────┘ └──────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────┘ ``` #### 6.4.2 Patroni 配置 ```yaml # patroni.yml scope: postgres-cluster name: postgres-1 etcd: hosts: 192.168.1.101:2379,192.168.1.102:2379,192.168.1.103:2379 postgresql: data_dir: /var/lib/pgsql/15/data pgpass: /tmp/pgpass parameters: wal_level: replica max_wal_senders: 10 max_replication_slots: 10 hot_standby: on bootstrap: dcs: postgresql method: basebackup basebackup: host: 192.168.1.100 user: postgres restapi: listen: 192.168.1.100:8008 connect_address: 192.168.1.100:8008 ``` #### 6.4.3 启动 Patroni ```bash # 安装 Patroni pip install patroni[etcd] etcd # 启动 Patroni patroni patroni.yml ``` ### 6.5 PgBouncer 连接池 ```bash # 安装 PgBouncer yum install pgbouncer -y # 配置 pgbouncer.ini [databases] mydb = host=192.168.1.100 port=5432 dbname=mydb [pgbouncer] listen_addr = * listen_port = 6432 auth_type = md5 auth_file = /etc/pgbouncer/userlist.txt pool_mode = transaction max_client_conn = 1000 default_pool_size = 20 # 配置 userlist.txt "postgres" "md5d7f7a8..." # 启动 PgBouncer systemctl start pgbouncer systemctl enable pgbouncer ``` ### 6.6 读写分离 ```bash # 应用程序配置 # 主库（写） jdbc:postgresql://192.168.1.100:5432/mydb # 从库（读） jdbc:postgresql://192.168.1.101:5432/mydb jdbc:postgresql://192.168.1.102:5432/mydb # 伪代码：读写分离 def execute_query(sql): if sql.strip().upper().startswith('SELECT'): return execute_on_slave(sql) else: return execute_on_master(sql) ``` ### 6.7 故障转移 ```sql -- 手动故障转移（从库执行） SELECT pg_promote(); -- 查看复制状态 SELECT * FROM pg_stat_replication; -- 查看复制延迟 SELECT now() - pg_last_xact_replay_timestamp() AS replication_lag; ``` ### 6.8 监控指标 ```sql -- 查看连接数 SELECT count(*) FROM pg_stat_activity; -- 查看慢查询 SELECT query, state, wait_event, query_start FROM pg_stat_activity WHERE state != 'idle' ORDER BY query_start DESC; -- 查看复制延迟 SELECT client_addr, state, lag FROM pg_stat_replication; -- 查看锁等待 SELECT * FROM pg_locks WHERE NOT granted; ``` --- ## 附录 ### 常用命令速查 | 命令 | 说明 | |------|------| | `psql -U postgres` | 连接数据库 | | `\l` | 列出数据库 | | `\d` | 列出表 | | `\du` | 列出用户 | | `\x` | 展开显示 | | `CREATE DATABASE db` | 创建数据库 | | `DROP DATABASE db` | 删除数据库 | | `CREATE USER user` | 创建用户 | | `GRANT ALL ON db` | 授权 | ### 配置文件参数速查 | 参数 | 说明 | |------|------| | `listen_addresses` | 监听地址 | | `port` | 端口 | | `max_connections` | 最大连接数 | | `shared_buffers` | 共享缓存 | | `work_mem` | 工作内存 | | `wal_level` | WAL 级别 | | `max_wal_senders` | 最大 WAL 发送数 | ### 端口说明 | 端口 | 说明 | |------|------| | 5432 | PostgreSQL 主服务端口 | | 5433 | PostgreSQL 主服务（多实例） | | 6432 | PgBouncer 连接池端口 | | 8008 | Patroni REST API 端口 | --- *文档创建时间：2024年*