基于PostgreSQL流复制的容灾库架构设想及实现

发布时间：2025-11-05 02:38:48 来源：创站工坊 作者：应用开发

本文转载自微信公众号「数据和云」，基于作者王鑫。流复转载本文请联系数据和云公众号。容灾

一、库架前言

这几天在对PostgreSQL流复制的构设架构进行深入研究，其中一个关键的想及参数：recovery_min_apply_delay引起了我的注意，设置该参数的实现大概意思是：在进行流复制的时候，备库会延迟主库recovery_min_apply_delay的基于时间进行应用。比如说，流复我们在主库上insert10条数据，容灾不会立即在备库上生效，库架而是构设在recovery_min_apply_delay的时间后，备库才能完成应用。想及

另外，实现我们知道在PostgreSQL中，基于其mvcc机制并不像Oracle或者MySQL一样，将旧版本数据存放在另外的空间中，而是通过对事务号(xid)的控制对旧版本数据不可见的方式进行实现。所以PostgreSQL中无法实现类似于Oracle的闪回机制。

在日常操作过程中，服务器租用对表进行delete、truncate、drop等误操作都不能通过闪回来快速恢复。不怕一万，就怕万一，在做数据库维护的6年多里，遇到过的误操作还是很多。那么在PostgreSQL这种无法实现闪回的数据库中，如果出现误操作如何快速恢复呢?

二、架构简介

对于PostgreSQL数据库这种无法进行闪回的数据库来讲，最常用的办法就是通过备份+归档的方式进行数据恢复。但是这种恢复方式也有弊端，当数据库非常大时，恢复全量备份也会非常的慢，而且如果全量备份是一周前或者更久前的，那么恢复归档也会需要比较长的时间。这段时间内，可能业务就会长时间停摆，造成一定的损失。免费源码下载

如果通过流复制延迟特性作为生产数据库的容灾库，则可以从一定程度上解决该问题，其简单架构如下：

三、恢复步骤

PostgreSQL流复制容灾库架构的误操作恢复步骤如下：

1.主库出现误操作，查看流复制的replay状态;

2.在recovery_min_apply_delay时间内，暂停备库的replay;

3.判断主库出现的误操作类型(delete/truncate/drop);

4.根据主库误操作类型，对备库进行相应的操作;

5.通过pg_dump将误操作表导出;

6.在主库对pg_dump出的表进行恢复。

假设当前备库与主库相差10min，则误操作可以分为以下两个场景：

1)delete操作：

首先我们需要知道的是，针对delete操作，PostgreSQL会给相关表加一个ROW EXCLUSIVE锁，而该锁不会对select等dql操作进行阻塞。

所以当我们在主库进行delete误操作后，备库则会晚10min中进行replay。且此时可以对该表进行查询和pg_dump的导出。针对于主库delete误操作，恢复步骤如下：

第一步，查看流复制replay的状态，重点关注replay_lsn字段：

此时可以发现数据库中的replay_lsn字段的lsn值要比sent_lsn/write_lsn/flush_lsn都要小;

第二步，为了防止处理或者导出时间过慢而导致的企商汇数据同步，立即暂停备库的replay：

查看同步状态：

第三步，在备库查看数据是否存在：

第四步，通过pg_dump，将表内容导出：

第五步，在主库执行sql文件，将数据重新插入：

恢复即完成。

2)truncate和drop：

这里首先需要知道的是，truncate和drop操作会给表加上一个access exclusive锁，该类型锁是PostgreSQL数据库中最严重的锁。如果表上有该锁，则会阻止所有对该此表的访问操作，其中也包括select和pg_dump操作。

所以说，在我们对主库中的某张表进行truncate或者drop后，同样，备库会由于recovery_min_apply_delay参数比主库晚完成truncate或drop动作10min(从参数理论上是这样理解的，但实际并不是)。

那么针对truncate和drop的恢复过程我们也参考delete的方式来进行：

接下来，为防止处理或导出时间过慢而导致的数据同步，应立即暂停备库的replay：

查看同步状态：

接着，在备库查看数据是否存在：

但是，此时就会发现问题：数据无法select出来，整个select进程会卡住(pg_dump也一样)：

此时，可以对备库上的锁信息进行查询：

发现此时truncate的表被锁住了，而pid进程则是备库的recover进程，所以此时我们根本无法访问该表，也就无法做pg_dump操作了。

因此，想要恢复则必须想办法将数据库还原到锁表之前的操作。于是对PostgreSQL的wal日志进行分析查看：

从wal日志的分析中，可以非常明显的看到，在最后一次checkpoint点后(恢复的起始点)，正常来说，数据库会继续执行lsn为7/3F054840的步骤开启事务，并在下一步lsn为7/3F054878的步骤直接对oid为24780(通过oid2name可以知道，这张表就是我们误操作表)的表进行lock操作，做一系列相关的操作后，进行了truncate，最后进行commit操作。

而这一系列操作，我们则可以认为是truncate一张表的正常操作。

由于我们知道checkpoint点是数据库的恢复起始点，那么我们是否可以将数据库恢复到这一点的lsn呢?此时的lsn肯定不会对表进行lock操作，那么我们就可以对该表进行pg_dump操作了。

想法是好的，但是实际操作则没那么顺利。我们可以通过对备库PostgreSQL的配置文件进行修改，加入参数：

重启数据库。

此时却发现数据库无法启动，通过对日志查看，发现原因竟然是：

这个恢复点，是一致性恢复点之前的点，所以无法正常恢复。

此时就出现了令我们奇怪的点，我们知道checkpoint的两个主要作用是：将脏数据进行刷盘;将wal日志的checkpoint进行记录。此时，肯定是数据库一致的点，但是为什么会报不一致呢?

经过一点一点的尝试，发现能够恢复的lsn点，只有truncate或者drop的commit操作的前面。那么这样我们还是无法对误操作表进行解锁。

最后，只能通过一种方式，即pg_resetwal的方式，强制指定备库恢复到我们想要的lsn点:

pg_resetwal -D data1 -x 559 Write-ahead log reset

再进行pg_dump即可。

但是，此时PostgreSQL的主备流复制关系已经被破坏，只能重新搭建或者以其他方式进行恢复(比如pg_rewind)。

四、问题分析

再次返回到进行truncate或drop的恢复步骤中，我们可以发现一个问题，为什么在checkpoint点后、truncate点前，无法将数据库恢复到一致点呢?为什么会报错呢?

按照常理来讲，checkpoint点就是恢复数据库的起始点，也是一致点，但是却无法恢复了。

继续进行详细的探究后发现一个现象：

延迟流复制过程中，我们配置了recovery_min_apply_delay参数，对源端数据库做truncate后，备库replay的lsn，停留在truncate表后的commit操作。而从主库的pg_stat_replication的replay_lsn值来看，此时备库的recover进程，应该就是在执行最后的commit的lsn;

更形象的来说，此时备库类似于我执行以下命令：

也就是说，此时我并没有提交，而备库也正在等待我进行提交，所以此时误操作表会被锁定。

但实际上，truncate table这个动作，已经在我的备库上进行了replay，只是最后的commit动作没有进行replay。因此，对于truncate动作之前所有lsn的操作已经是我当前数据库状态的一个过去式，无法恢复了，故会报错。

为了验证想法，在大佬的帮助下，又对PostgreSQL的源码进行查看，发现猜想原因确实没错：

在/src/backend/access/transam/xlog.c中，对于recovery_min_apply_delay参数有以下的一段描述：

大概意思是，当record中没有时间戳(timestamp)的时候，数据库就已经进行了replay。replay只会等待有时间戳的record，而所有的record中，只有commit操作有时间戳，故replay会等待一个commit操作。

不过在实际的生产环境中，我们通常会把recovery_min_apply_delay参数设置的较大，而在这之间，一般都会有一些其他的事务进行操作，当主库出现误操作(哪怕说truncate/drop)，只要及时发现，我们可以暂停replay的步骤，停在正常的事务操作下，此时误操作的表的事务还没有执行，那么这个容灾库还是比较有作用的。

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