pgpool-II 3.2.5手册

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什么是 pgpool-II?

pgpool-II 是一个位于 PostgreSQL 服务器和 PostgreSQL 数据库客户端之间的中间件,它提供以下功能:

  • 连接池

    pgpool-II 保持已经连接到 PostgreSQL 服务器的连接, 并在使用相同参数(例如:用户名,数据库,协议版本) 连接进来时重用它们。 它减少了连接开销,并增加了系统的总体吞吐量。

  • 复制

    pgpool-II 可以管理多个 PostgreSQL 服务器。 激活复制功能并使在2台或者更多 PostgreSQL 节点中建立一个实时备份成为可能, 这样,如果其中一台节点失效,服务可以不被中断继续运行。

  • 负载均衡

    如果数据库进行了复制(可能运行在复制模式或者主备模式下), 则在任何一台服务器中执行一个 SELECT 查询将返回相同的结果。 pgpool-II 利用了复制的功能以降低每台 PostgreSQL 服务器的负载。 它通过分发 SELECT 查询到所有可用的服务器中,增强了系统的整体吞吐量。 在理想的情况下,读性能应该和 PostgreSQL 服务器的数量成正比。 负载均衡功能在有大量用户同时执行很多只读查询的场景中工作的效果最好。

  • 限制超过限度的连接

    PostgreSQL 会限制当前的最大连接数,当到达这个数量时,新的连接将被拒绝。 增加这个最大连接数会增加资源消耗并且对系统的全局性能有一定的负面影响。 pgpool-II 也支持限制最大连接数,但它的做法是将连接放入队列,而不是立即返回一个错误。

  • 并行查询

    使用并行查询时,数据可以被分割到多台服务器上, 所以一个查询可以在多台服务器上同时执行,以减少总体执行时间。 并行查询在查询大规模数据的时候非常有效。

  • 看家狗

    Watchdog可以协调多个Pgpool-II,创建一个强大的集群系统,避免单点故障或脑裂。看门狗可以对其他pgpool-II节点执行生命检查,以检测Pgpoll-II的故障。如果活动Pgpool-II发生故障,则可以将备用Pgpool-II提升为活动状态,并接管虚拟IP。

  • 在内存查询缓存中

    在内存中查询缓存允许保存一对SELECT语句及其结果。如果有相同的SELECT,Pgpool-II将从缓存中返回值。由于不涉及SQL解析或访问PostgreSQL,因此在内存缓存中使用速度非常快。另一方面,在某些情况下,它可能比正常路径慢,因为它增加了存储缓存数据的一些开销。

pgpool-II 使用 PostgreSQL 的前后台程序之间的协议,并且在前后台之间传递消息。 因此,一个(前端的)数据库应用程序认为 pgpool-II 就是实际的 PostgreSQL 数据库, 而后端的服务进程则认为 pgpool-II 是它的一个客户端。 因为 pgpool-II 对于服务器和客户端来说是透明的, 现有的数据库应用程序基本上可以不需要修改就可以使用 pgpool-II 了。

通过 pgpool-II 使用 SQL 有一些限制条件。参考 限制 获得详细信息。

支持的平台

pgpool-II 可以运行在 Linux,Solaris,FreeBSD 以及基本上所有的类 UNIX 架构的平台上。 不支持 Windows。支持 6.4 以上版本的 PostgreSQL 服务器。 然而,如果要使用并行查询功能,需要 7.4 或更高版本。

如果你在使用 7.3 或者更老版本的 PostgreSQL,一些 pgpool-II 的功能将无法使用。 但无论如何你不应该还在用这么老的版本了。

你还要确保你所有的 PostgreSQL 服务器运行相同主版本号的 PostgreSQL 程序。另外,如果你想要使用在线恢复,硬件架构和操作系统必须一致。 另外,我们不推荐在使用不同编译参数编译的 PostgreSQL:包括是否支持 SSL,是否使用了 --disable-integer-datetimes 参数或者不同的块大小。 这些可能对 pgpool-II 的部分功能有影响。 通常情况下,小版本号不同没有什么影响。但是我们没有针对小版本的区别做全面测试,因此我们建议还是使用相同的版本的 PostgreSQL。

pgpool-II 的安装

pgpool-II 可以在 pgpool 开发页面下载到。 而且也提供包括 CentOS,RedHat Enterprise Linux,Fedora 和 Debian 在内的大量平台的二进制包。 请检查相关的软件库。

可以在以下位置下载 pgpool-II 的源码: pgpool 开发页面

从源码安装 pgpool-II 需要 2.9 甚至或更高版本的 gcc,以及 GNU make。 而且,pgpool-II 需要链接到 libpq 库,所以在构建 pgpool-II 的机器上必须安装 libpq 库和它的开发头文件。 另外,还需要 OpenSSL 库和它的头文件以便在 pgpool-II 中提供 OpenSSL 支持。

  • configure

在解压源码包后,执行以下配置脚本。

如果你需要非默认的值,有以下选项可以设置:

--prefix=pathpgpool-II 的二进制程序和文档将被安装到这个目录。默认值为 /usr/local
--with-pgsql=pathPostgreSQL 的客户端库安装的顶层目录。默认值由 pg_config 提供
--with-opensslpgpool-II 程序将提供 OpenSSL 支持。默认是禁用 OpenSSL 支持的。V2.3 -
--enable-sequence-lock在 pgpool-II 3.0 系列中使用 insert_lock 兼容。pgpool-II 针对序列表中的一行进行加锁。PostgreSQL 8.2 或2011年六月以后发布的版本无法使用这种加锁方法。 V3.1 -
--enable-table-lock在 pgpool-II 2.2 和 2.3 系列中使用 insert_lock 兼容。pgpool-II 针对被插入的表进行加锁。这种锁因为和 VACUUM 冲突,已被废弃。V3.1 -
--with-memcached=pathpgpool-II 的二进制程序将使用 memcached 作为 基于内存的查询缓存。你必须先安装 libmemcachedV3.2 -
  • make

这将安装 install pgpool-II. (如果你使用的是 Solaris 或 FreeBSD,需要用 gmake 替换 make )

  • 安装 pgpool_regclass V3.0 -

如果你在使用 PostgreSQL 8.0 或之后的版本,强烈推荐在需要访问的 PostgreSQL 中安装 pgpool_regclass 函数,因为它被 pgpool-II 内部使用。 如果不这样做,在不同的 schema 中处理相同的表名会出现问题(临时表不会出问题)。

应在在每台通过 pgpool-II 访问的数据库中执行 pgpool-regclass.sql。 你不需要在你执行“psql -f pgpool-regclass.sql template1”后建立的数据库中这么做, 因为这个模板数据库将被克隆成新建的数据库。

  • 建立 insert_lock 表V3.0 -

如果你在复制模式中使用了 insert_lock ,强烈推荐建立 pgpool_catalog.insert_lock 表,用于互斥。 到现在为止,insert_lock 还能够工作。但是,在这种情况下,pgpool-II 需要锁定插入的目标表。 这种行为和 pgpool-II 2.2 和 2.3 系列类似。由于表锁与 VACUUM 冲突,所以 INSERT 操作可能因而等待很长时间。

应在在每台通过 pgpool-II 访问的数据库中执行 insert_lock.sql。 你不需要在你执行“psql -f insert_lock.sql template1”后建立的数据库中这么做, 因为这个模板数据库将被克隆成新建的数据库。

安装过程至此完成。如果你是使用 Solaris 或者 FreeBSD, 你需要在以上的描述中用 “gmake” 代替 “make”,因为这些操作系统需要 GNU make。

配置 pgpool-II

pgpool-II 的默认配置文件为 /usr/local/etc/pgpool.conf/usr/local/etc/pcp.conf。pgpool-II 中有很多操作模式。 每种模式都有相关的可被开启或者禁用的功能,而且有相关的配置项用于控制它们的行为。

功能/模式原始模式 (*3)复制模式主/备模式并行查询模式
连接池XOOO
复制XOX(*1)
负载均衡XOO(*1)
故障恢复OOOX
在线恢复XO(*2)X
并行查询XXXO
需要的服务器数1 或更多2 或更多2 或更多2 或更多
是否需要系统数据库
  • O 意味着“可用”, X 意味着“不可用
  • (*1) 并行查询模式需要同时打开复制和负载均衡,但是复制和负载均衡无法用于并行查询模式中的分布式表。
  • (*2) 在线恢复可以和流复制同时使用。
  • (*3) 客户端仅仅是通过 pgpool-II 连接到 PostgreSQL 服务器。这种模式仅仅用于限制到服务器的连接数,或者在多台机器上启用故障恢复。

配置 pcp.conf

pgpool-II 有一个控制接口,管理员可以通过它远程收集 pgpool-II 的状态信息或者终止 pgpool-II 进程。 pcp.conf 是用于这个接口认证的用户/密码文件。 所有的模式都需要先设置 pcp.conf 文件。 一个 $prefix/etc/pcp.conf.sample 文件在 pgpool-II 安装时已经被创建。 重命名这个文件为 pcp.conf 并添加你要的用户名和密码到其中。

空行或者以“#”开始的行将被认为是注释,会被忽略掉。一个用户名和对应的密码必须以以下的方式写成一行。

[password encrypted in md5] 可以通过 $prefix/bin/pg_md5 命令生成。

或者

pcp.conf 对于运行 pgpool-II 的用户必须可读。

配置 pgpool.conf

就像之前说的,每种操作模式在 pgpool.conf 文件中有它对应的配置项。一个 $prefix/etc/pgpool.conf.sample 文件在 pgpool-II 安装时已经被创建。重命名这个文件为 pgpool.conf 并修改它的内容。

针对每种不同的模式,提供了附加的示例 pgpool.conf。V2.3 -

模式示例文件
复制模式pgpool.conf.sample-replication
主/备模式(Slony-I)pgpool.conf.sample-master-slave
主/备模式(流复制)pgpool.conf.sample-stream

空行或者以“#”开始的行将被认为是注释,会被忽略掉。

连接

  • listen_addresses

    指定 pgpool-II 将接受 TCP/IP 连接的主机名或者IP地址。'*' 将接受所有的连接。'' 将禁用 TCP/IP 连接。默认为 'localhost'。总是支持接受通过 UNIX 域套接字发起的连接。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

  • port

    pgpool-II 监听 TCP/IP 连接的端口号。默认为 9999。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

  • socket_dir

    pgpool-II 建立用于建立接受 UNIX 域套接字连接的目录。默认为 '/tmp'。注意,这个套接字可能被 cron 任务删除。我们建议设置这个值为 '/var/run' 或类似目录。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

  • pcp_port

    PCP 进程接受连接的端口号。默认为 9898。本参数必须在服务器启动前设置。

  • pcp_socket_dir

    PCP 进程用于建立接受 UNIX 域套接字连接的目录。默认为 '/tmp'。注意,这个套接字可能被 cron 任务删除。我们建议设置这个值为 '/var/run' 或类似目录。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

  • backend_socket_dir- V3.0

    不推荐使用 : 为了保持和 libpq 策略的一致性,反对使用本参数。参考 backend_hostname 参数来定义你对应的配置。本参数定义了 PostgreSQL 服务器的 UNIX 域套接字目录。 默认为 '/tmp'.本参数必须在服务器启动前设置。

  • pcp_timeout

    PCP 连接超时值,单位为秒。如果客户端在设置的秒数内没有响应,PCP 关闭到这个客户端的连接。默认为 10 秒。0 表示没有超时。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • num_init_children

    预先生成的 pgpool-II 服务进程数。默认为 32。num_init_children 也是 pgpool-II 支持的从客户端发起的最大并发连接数。如果超过 num_init_children 数的客户端尝试连接到 pgpool-II,它们将被阻塞(而不是拒绝连接),直到到任何一个 pgpool-II 进程的连接被关闭为止。最多有 2*num_init_children 可以被放入等待队列。

    对于以上内容的一些提示:

    • 取消一个执行中的查询将导致建立另一个到后端的连接;因此,如果所有的连接都在使用,则查询无法被取消。如果你想确保查询可以被取消,设置本值为预期最大连接数的两倍。

    • PostgreSQL 允许最多 max_connections - superuser_reserved_connections 个非超级用户的并发连接。

    归纳起来,max_pool,num_init_children,max_connections 和 superuser_reserved_connections 必须符合以下规则:

    max_pool*num_init_children <= (max_connections - superuser_reserved_connections) (不需要取消查询)

    max_pool*num_init_children*2 <= (max_connections - superuser_reserved_connections) (需要取消查询)

    本参数必须在服务器启动前设置。

  • child_life_time

    pgpool-II 子进程的生命周期,单位为秒。如果子进程空闲了这么多秒,它将被终止,一个新的子进程将被创建。这个参数是用于应对内存泄露和其他不可预料错误的一个措施。默认值为 300 (5分钟)。0 将禁用本功能。注意它不影响尚未接受任何连接的进程。如果改变了这个值,你需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • child_max_connections

    当 pgpool-II 子进程处理这么多个客户端连接后,它将被终止。这个参数在繁忙到 child_life_time 和 connection_life_time 永远不会触发的服务器上有效。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • client_idle_limit

    当一个客户端在执行最后一条查询后如果空闲到了 client_idle_limit 秒数,到这个客户端的连接将被断开。这在避免 pgpool 子进程被懒客户端占用或者探测断开的客户端和 pgpool 之间的 TCP/IP 连接非常有用。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • enable_pool_hba

    如果为 true,则使用 pgpool_hba.conf 来进行客户端认证。 参考设置用于客户端认证的 pool_hba.conf。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • authentication_timeout

    指定 pgpool 认证超时的时长。0 指禁用超时,默认值为 60 。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

日志

  • log_destination

    pgpool-II 支持多种记录服务器消息的方式,包括 stderr 和 syslog。默认为记录到 stderr。注:要使用syslog 作为 log_destination 的选项,你将需要更改你系统的 syslog 守护进程的配置。pgpool-II 可以记录到 syslog 设备 LOCAL0 到 LOCAL7 (参考 syslog_facility), 但是大部分平台的默认的 syslog 配置将忽略这些消息。你需要添加如下一些内容 local0.* /var/log/pgpool.log 到 syslog 守护进程的配置文件以使它生效。

  • print_timestamp

    如果本值被设置为 true ,则将在日志中添加时间戳。默认值为 true。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • log_connections

    如果为 true,进入的连接将被打印到日志中。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • log_hostname

    如果为 true,ps 命令将显示客户端的主机名而不是 IP 地址。而且,如果 log_connections 被开启,也会将主机名写入日志。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • log_statement

    当设置为 true 时生成 SQL 日志消息。这类似于 PostgreSQL 中的 log_statement 参数。即使调试选项没有在启动的时候传递到 pgpool-II,它也会产生日志。

  • log_per_node_statement V2.3 -

    类似于 log_statement,除了它是针对每个 DB 节点产生日志外。例如它对于确定复制是否正常运行非常有用。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • syslog_facility V3.1 -

    当记录日志到 syslog 被启用,本参数确定被使用的 syslog “设备”。你可以使用 LOCAL0, LOCAL1, LOCAL2, LOCAL3, LOCAL4, LOCAL5, LOCAL6, LOCAL7;默认为 LOCAL0。还请参考你系统的 syslog 守护进程的文档。

  • syslog_ident V3.1 -

    当记录日志到 syslog 被启用,本参数确定用于标记 syslog 中 pgpool-II 消息的程序名。默认为“pgpool”。

  • debug_level V3.0 -

    调试消息详细程度级别。0 表示没有消息。大于 1 表示更详细的消息。默认值为 0。

文件位置

  • logdir

    保存日志文件的目录。 pgpool_status 将被写入这个目录。

  • pid_file_name

    到包含 pgpool-II 进程 ID 的文件的完整路径名。默认为 '/var/run/pgpool/pgpool.pid'。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

连接池

  • connection_cache

    如果本值被设置为 true,则缓存到 PostgreSQL 的连接。默认为 true。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

健康检查

  • health_check_timeout

    pgpool-II 定期尝试连接到后台以检测服务器是否在服务器或网络上有问题。这种错误检测过程被称为“健康检查”。如果检测到错误,则 pgpool-II 会尝试进行故障恢复或者退化操作。本参数用于避免健康检查在例如网线断开等情况下等待很长时间。超时值的单位为秒。默认值为 20 。 0 禁用超时(一直等待到 TCP/IP 超时)。健康检查需要额外的到后端程序的连接,所以 postgresql.conf 中的 max_connections 需要加一。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • health_check_period

    本参数指出健康检查的间隔,单位为秒。默认值为 0 ,代表禁用健康检查。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • health_check_user

    用于执行健康检查的用户。用户必须存在于 PostgreSQL 后台中。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • health_check_password V3.1 -

    用于执行健康检查的用户的密码。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • health_check_max_retries V3.2 -

    在执行失效故障切换前尝试的最大失效健康检查次数。这个参数对于网络不稳定的时,健康检查失败但主节点依旧正常的情况下非常有效。默认值为 0,也就是不重试。如果你想启用 health_check_max_retries,建议你禁用 fail_over_on_backend_error 。 如果你改变了 health_check_max_retries,需要重新加载 pgpool.conf。

  • health_check_retry_delay V3.2 -

    失效健康检查重试的间隔时间(单位为秒)( health_check_max_retries > 0 时有效 )。如果为 0 则立即重试(不延迟)。如果你改变了 health_check_retry_delay,需要重新加载 pgpool.conf。

故障切换和恢复

  • failover_command

    本参数指定当一个节点断开连接时执行的命令。pgpool-II 使用后台对应的信息代替以下的特别字符。特殊字符描述%d断开连接的节点的后台 ID。%h断开连接的节点的主机名。%p断开连接的节点的端口号。%D断开连接的节点的数据库实例所在目录。%M旧的主节点 ID。%m新的主节点 ID。%H新的主节点主机名。%P旧的第一节点 ID。%%'%' 字符如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。当进行故障切换时,pgpool 杀掉它的所有子进程,这将顺序终止所有的到 pgpool 的会话。然后,pgpool 调用 failover_command 并等待它完成。然后,pgpool 启动新的子进程并再次开始从客户端接受连接。

  • failback_command

    本参数指定当一个节点连接时执行的命令。pgpool-II 使用后台对应的信息代替以下的特别字符。特殊字符描述%d新连接上的节点的后台 ID。%h新连接上的节点的主机名。%p新连接上的节点的端口号。%D新连接上的节点的数据库实例所在目录。%M旧的主节点 ID。%m新的主节点 ID。%H新的主节点主机名。%P旧的第一节点 ID。%%'%' 字符如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • follow_master_command V3.1 -

    本参数指定一个在主备流复制模式中发生主节点故障恢复后执行的命令。pgpool-II 使用后台对应的信息代替以下的特别字符。特殊字符描述%d断开连接的节点的后台 ID。%h断开连接的节点的主机名。%p断开连接的节点的端口号。%D断开连接的节点的数据库实例所在目录。%M旧的主节点 ID。%m新的主节点 ID。%H新的主节点主机名。%P旧的第一节点 ID。%%'%' 字符如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。如果 follow_master_commnd 不为空,当一个主备流复制中的主节点的故障切换完成,pgpool 退化所有的除新的主节点外的所有节点并启动一个新的子进程,再次准备好接受客户端的连接。在这之后,pgpool 针对每个退化的节点运行 ‘follow_master_command’ 指定的命令。通常,这个命令应该用于调用例如 pcp_recovery_node 命令来从新的主节点恢复备节点。

  • fail_over_on_backend_error V2.3 -

    如果为 true,当往后台进程的通信中写入数据时发生错误,pgpool-II 将触发故障处理过程。这和 pgpool-II 2.2.x 甚至以前版本的行为一样。如果设置为 false,则 pgpool 将报告错误并断开该连接。请注意如果设置为 true,当连接到一个后台进程失败或者 pgpool 探测到 postmaster 由于管理原因关闭,pgpool 也会执行故障恢复过程。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

负载均衡模式

  • ignore_leading_white_space

    在负载均衡模式中 pgpool-II 忽略 SQL 查询语句前面的空白字符。如果使用类似于 DBI/DBD:Pg 一类的在用户的查询前增加空白的 API 中非常有用。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

后端(PostgreSQL服务器)

  • backend_hostname

    指出连接到 PostgreSQL 后台程序的地址。它用于 pgpool-II 与服务器通信。如果你改变了这个值,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。对于 TCP/IP 通信,本参数可以是一个主机名或者IP地址。如果它是从斜线开始的,它指出是通过 UNIX 域套接字通信,而不是 TCP/IP 协议;它的值为存储套接字文件所在的目录。如果 backend_host 为空,则它的默认行为是通过 /tmp 中的 UNIX 域套接字连接。可以通过在本参数名的末尾添加一个数字来指定多个后台程序(例如backend_hostname0)。这个数字对应为“数据库节点 ID”,是从 0 开始的正整数。被设置数据库节点ID为 0 的后台程序后台程序将被叫做“主数据库”。当定义了多个后台程序时,即使主数据库当机后依然能继续(某些模式下不行)。在这种情况下,存活的最小的数据库节点编号的数据库将被变成新的主数据库。请注意有编号为 0 的节点在流复制中没有其他意义。但是,你需要注意数据库节点是不是“主节点”。请参考 流复制 获得更多细节。如果你只计划使用一台 PostgreSQL 服务器,可以通过 backend_hostname0 指定。可以通过配置本参数后重新加载配置文件添加新的节点。但是,对已有的值无法更新,所以这种情况下你必须重启 pgpool-II。

  • backend_port

    指定后台程序的端口号。可以通过在本参数名的末尾添加一个数字来指定多个后台程序(例如backend_port0)。如果你只计划使用一台 PostgreSQL 服务器,可以通过 backend_port0 指定。可以通过配置本参数后重新加载配置文件添加新的后台端口。但是,对已有的值无法更新,所以这种情况下你必须重启 pgpool-II。

  • backend_weight

    指定后台程序的负载均衡权重。可以通过在本参数名的末尾添加一个数字来指定多个后台程序(例如backend_weight0)。如果你只计划使用一台 PostgreSQL 服务器,可以通过 backend_weight0 指定。在原始模式中,请将本值设置为 1。可以通过配置本参数后重新加载配置文件添加新的负载均衡权重。但是,对已有的值无法更新,所以这种情况下你必须重启 pgpool-II。在 pgpool-II 2.2.6/2.3 或者更新的版本中,你可以通过重新加载配置文件来改变本值。但这只对新连接的客户会话生效。这在主备模式中可以避免任何执行一些管理工作的查询被发送到备用节点上。

  • backend_data_directory

    指定后台的数据库实例的目录。可以通过在本参数名的末尾添加一个数字来指定多个后台程序(例如backend_data_directory0)。如果你不打算使用在线恢复,你可以不设置本参数。可以通过配置本参数后重新加载配置文件添加新的后台的数据库实例目录。但是,对已有的值无法更新,所以这种情况下你必须重启 pgpool-II。

  • backend_flag V3.1 -

    控制大量的后台程序的行为。可以通过在本参数名的末尾添加一个数字来指定多个后台程序(例如backend_flag0)当前支持以下的内容。多个标志可以通过“|”来分隔。ALLOW_TO_FAILOVER允许故障切换或者从后台程序断开。本值为默认值。指定本值后,不能同时指定 DISALLOW_TO_FAILOVER 。DISALLOW_TO_FAILOVER不允许故障切换或者从后台程序断开。本值在你使用 HA(高可用性)软件例如 Heartbeat 或者 Packmaker 来保护后台程序时非常有用。 本值为默认值。指定本值后,不能同时指定 DISALLOW_TO_FAILOVER 。

SSL

  • ssl V2.3 -

    如果设置为 ture,则启用了到前端程序和后端程序的连接的 ssl 支持。注意为了能与前端程序进行 SSL 连接,必须设置 ssl_keyssl_cert。SSL 默认被关闭。就像在 pgpool-II 的安装 小节所说的,注意必须在编译时配置 OpenSSL 支持才能打开 SSL 支持。如果修改了 SSL 相关的设置, pgpool-II 守护进程必须重启。

  • ssl_key V2.3 -

    对于进入的连接使用的私钥文件所在路径。本选项没有默认值,如果本值不设置,则对于进入的连接将禁用 SSL。

  • ssl_cert V2.3 -

    对于进入的连接使用的公共 x509 证书文件所在的路径。本选项没有默认值,如果本值不设置,则对于进入的连接将禁用 SSL。

其他

  • relcache_expire V3.1 -

    关系缓存的生命周期。0(默认值)表示没有缓冲区过期。 关系缓存用于缓存用来获取包含表结构信息或一个表是不是一个临时表等大量信息的相关的 PostgreSQL 系统 catalog 的查询结果。缓存位于 pgpool 子进程的本地,并被保存到它的生命结束。 如果某些人使用了 ALTER TABLE 修改了表结构或其他类似内容,关系缓存不再一致。 为了这个目的,relcache_expire 控制缓存的生命周期。

  • relcache_size V3.2 -

    relcache 的条目数。默认为 256。 如果你频繁看到以下信息,请增加此数量。"pool_search_relcache: cache replacement happened"

  • check_temp_table V3.2 -

    如果为 on,在 SELECT 语句中启用临时表检查。这会在启动查询前查询主节点上的系统对象, 因此增加了主节点上的负载。如果你确定你的系统不会使用临时表,并且你想降低对主节点的访问, 弄可以将它设置为 off。默认为 on。

生成 SSL 证书

证书处理不在本文档讨论范围。postgresql.org 的 Secure TCP/IP Connections with SSL 页面指出了一些用来生成自签名证书的示例命令。

在原始模式中的故障切换

如果定义了多个服务器,可以在原始模式中进行故障切换。 pgpool-II 在普通操作中通常访问 backend_hostname0 指定的后台程序。 如果 backend_hostname0 因为某些原因不能正常工作,pgpool-II 尝试访问 backend_hostname1 指定的后台程序。 如果它也不能正常工作,pgpool-II 尝试访问 backend_hostname2,3 等等。

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连接池模式

在连接池模式中,所有在原始模式中的功能以及连接池功能都可以使用。要启用本模式,设置原始模式的配置参数以及以下的参数。

  • max_pool

    在 pgpool-II 子进程中缓存的最大连接数。当有新的连接使用相同的用户名连接到相同的数据库,pgpool-II 将重用缓存的连接。如果不是,则 pgpool-II 建立一个新的连接到 PostgreSQL。如果缓存的连接数达到了 max_pool,则最老的连接将被抛弃,并使用这个槽位来保存新的连接。默认值为 4。请小心通过 pgpool-II 进程到后台的连接数可能达到 num_init_children * max_pool 个。需要重启 pgpool-II 以使改动生效。

  • connection_life_time

    缓存的连接的过期时长,单位为秒。过期的缓存连接将被关闭。默认值为 0,表示缓存的连接将不被关闭。

  • reset_query_list

    指定在推出一个会话时发送到后台程序的SQL命令。多个命令可以通过“;”隔开。默认为以下的设置但你可以根据你的需求改变。

    reset_query_list = 'ABORT; DISCARD ALL'

    不同版本的 PostgreSQL 需要使用不同的命令。以下为推荐的设置。

    PostgreSQL 版本reset_query_list 的值
    7.1 或更老的版本ABORT
    7.2 到 8.2ABORT; RESET ALL; SET SESSION AUTHORIZATION DEFAULT
    8.3 或更新的版本ABORT; DISCARD ALL
    • 在 7.4 或更新的版本中,当不是在一个事务块中的时候,“ABORT”将不会被发出。

    修改本参数后需要重新加载 pgpool.conf 以使改变生效。

连接池模式中的故障切换

连接池模式中的故障切换和原始模式的相同。

复制模式

本模式在后台程序间启用了数据复制。以下配置参数必须在设置以上参数之外另外设置。

  • replication_mode

    设置为 true 以启用复制模式。默认值为 false。

  • load_balance_mode

    当设置为 true 时,SELECT 查询将被分发到每个后台程序上用于负载均衡。默认值为 false。本参数必须在服务器启动前设置。

  • replication_stop_on_mismatch

    当设置为 true 时,当不同的后台程序返回不同的包类型时,则和其他后台程序差别最大的后台程序将被退化。 一个典型的用例为一个事务中的 SELECT 语句,在 replicate_select 设置为 true 的情况下,一个 SELECT 语句从不同的后台程序中返回不同的行数。非 SELECT 语句也可能触发这种情况。 例如,一个后台程序执行 UPDATE 成功但其他的失败。注意 pgpool 不会检查 SELECT 返回的记录的内容。如果设置为 false,则会话被终止但后台程序不被退化。默认值为 false。

  • failover_if_affected_tuples_mismatch V3.0 -

    当设置为 true 时,在执行 INSERT/UPDATE/DELETE 后不同的后台程序返回不同的生效记录数,则和其他后台程序差别最大的后台程序将被退化。如果设置为 false,则会话被终止但后台程序不被退化。默认值为 false。

  • white_function_list V3.0 -

    指定一系列用逗号隔开的不会更新数据库的函数名。在复制模式中,不在本列表中指定的函数将即不会被负载均衡,也不会被复制。在主备模式中,这些 SELECT 语句只被发送到主节点。你可以使用正则表达式来匹配函数名,例如你通过前缀“get”或“select”来作为你只读函数的开头:

    white_function_list = 'get_.*,select_.*'

  • black_function_list V3.0 -

    指定一系列用逗号隔开的更新数据库的函数名。在复制模式中,在本列表中指定的函数将即不会被负载均衡,也不会被复制。在主备模式中,这些 SELECT 语句只被发送到主节点。

    你可以使用正则表达式来匹配函数名,例如你通过前缀“set”、“update”、“delete”或“insert”来作为你只读函数的开头:

    black_function_list = 'nextval,setval,set_.*,update_.*,delete_.*,insert_.*'

    以上两项不能同时配置。

    在 pgpool-II 3.0 之前,nextval() 和 setval() 是已知的会写入数据库的函数。你可以通使用 white_function_list 好 balck_function_list 来做到:

    white_function_list = ''

    black_function_list = 'nextval,setval,lastval,currval'

    注意我们在 nextval 和 setval 后面追加了 lastval 和 currval。虽然 lastval() 和 currval() 不是会写入的函数,但添加 lastval() 和 currval() 可以避免这些函数被无意地被负载均衡到其他的数据库节点而导致错误。添加到 black_function_list 将避免它们被负载均衡。

  • replicate_select

    当设置为 true,pgpool-II 在复制模式中将复制 SELECT 语句。如果为 false,则 pgpool-II 只发送它们到主数据库。默认为 false。如果 SELECT 查询是在一个显式的事务块中,replicate_select 和 load_balance_mode 将影响复制的工作模式。以下为具体的细节。

    如果 SELECT 查询是在一个显式的事务块中,replicate_select 和 load_balance_mode 将影响复制的工作模式。以下为具体的细节。

    SELECT 在一个事务块中YYYNNNYN
    replicate_select 为 trueYYNNYYNN
    load_balance_mode 为 trueYNNNYNYY
    结果(R: 负载均衡, M: 只发送到主节点, L: 负载均衡)RRMMRRML
  • insert_lock

    如果在包含 SERIAL 类型的表中做复制, SERIAL 列的值在不同后台间可能不同。这个问题可以通过显式的锁表解决(当然,事务的并发性将被严重退化)。为了达到这个目的,必须做以下的改变:

    改变为

    insert_lock 为 true 时,pgpool-II 自动在每次执行 INSERT 时添加以上的查询(如果已经在事务中,它只是简单地添加 LOCK TABLE ... )。

    pgpool-II 2.2 或更高的版本中,可以自动探测是否表拥有 SERIAL 类型的列,所以如果没有 SERIAL 类型的列,则将不会锁表。

    pgpool-II 3.0 系列直到 3.0.4 为止针对串行的关系使用一个行锁,而不是表锁。这使在 VACUUM(包括 autovacuum)时的锁冲突最小。但这会导致另一个问题。如果发生了嵌套事务,对串行的关系使用行所会导致 PostgreSQL 的内部错误(确切地说,保存事务状态的 pg_clog 会发生访问错误)。为了避免这个问题,PostgreSQL 核心开发者决定禁止对串行的关系加锁,当然这也会让 pgpool-II 无法工作("修复"后的 PostgreSQL 版本为 9.0.5, 8.4.9, 8.3.16 和 8.2.22)。

    由于新版的 PostgreSQL 不允许对串行的关系加锁,pgpool-II 3.0.5 或更新的版本针对 pgpool_catalog.insert_lock 使用行锁。所以需要预先在通过 pgpool-II 访问的数据库中建立 insert_lock 表。详细内容请参考建立 insert_lock 表。如果不存在 insert_lock 表,pgpool-II 将锁定插入的目标表。这种行为和 pgpool-II 2.2 和 2.3 系列相同。如果你希望使用与旧版本兼容的 insert_lock,你可以在配置脚本中指定锁定模式。详细内容请参考 configure

    你也许需要更好(针对每个事务)的控制手段:

    1. 设置 insert_lock 为 true,并添加 /*NO INSERT LOCK*/ 代码到你不想要表锁的 INSERT 语句的开始位置。
    2. 设置 insert_lock 为 false,并添加 /*INSERT LOCK*/ 到你需要表锁的 INSERT 语句的开始位置。

    默认值为 false。如果 insert_lock 被启用,则(通过 pgpool-II 运行的) PostgreSQL 8.0 的事务、权限、规则和 alter_table 的回归测试会失败。原因是 pgpool-II 会尝试 LOCK 这些规则测试的 VIEW ,并产生以下的错误消息:

    例如,事务测试尝试 INSERT 到一个不存在的表,而 pgpool-II 导致 PostgreSQL 在这之前请求锁。事务将被终止,而之后的 INSERT 语句会产生以上的错误消息。

  • recovery_user

    本参数指定一个用于在线恢复的 PostgreSQL 用户名。改变本参数不需要重启。

  • recovery_password

    本参数指定一个用于在线恢复的 PostgreSQL 密码。改变本参数不需要重启。

  • recovery_1st_stage_command

    本参数指定一个在在线恢复第一阶段在主(Primary)PostgreSQL 服务器上运行的命令。处于安全原因,本命令必须被放置在数据库实例目录中。例如,如果 recovery_1st_stage_command = 'sync-command',那么 pgpool-II 将执行 $PGDATA/sync-command。

    recovery_1st_stage_command 将接受以下 3 个参数:

    1. 到主(Primary)数据库实例的路径
    2. 需要恢复的 PostgreSQL 主机名
    3. 需要恢复的数据库实例路径

    注意 pgpool-II 在执行 recovery_1st_stage_command 时接收连接和查询。在本阶段中,你可以查询和更新数据。

    改变本参数不需要重启。

  • recovery_2nd_stage_command

    本参数指定一个在在线恢复第二阶段在主(Primary)PostgreSQL 服务器上运行的命令。处于安全原因,本命令必须被放置在数据库实例目录中。例如,如果 recovery_2st_stage_command = 'sync-command',那么 pgpool-II 将执行 $PGDATA/sync-command。

    recovery_2nd_stage_command 将接受以下 3 个参数:

    1. 到主(Primary)数据库实例的路径
    2. 需要恢复的 PostgreSQL 主机名
    3. 需要恢复的数据库实例路径

    注意 pgpool-II 在运行 recovery_2nd_stage_command 时不接收连接和查询。因此如果一个客户端长时间持有一个连接,则恢复命令不会被执行。pgpool-II 等待所有的客户端关闭它们的连接。这个命令只在没有任何客户端连接到 pgpool-II 时才执行。

    改变本参数不需要重启。

  • recovery_timeout

    pgpool 在第二阶段不接受新的连接。如果一个客户端在恢复过程中连接到 pgpool,它必须等待到恢复结束。本参数指定恢复超时的时间,单位为秒。如果到达了本超时值,则 pgpool 取消在线恢复并接受连接。0 表示不等待。改变本参数不需要重启。

  • client_idle_limit_in_recovery V2.2 -

    类似于 client_idle_limit 但是只在恢复的第二阶段生效。从执行最后一个查询后空闲到 client_idle_limit_in_recovery 秒的客户端将被断开连接。 这对避免 pgpool 的恢复被懒客户端扰乱或者客户机和 pgpool 之间的 TCP/IP 连接被意外断开(例如网线断开)非常有用。如果设置为 -1 ,则立即断开客户端连接。 client_idle_limit_in_recovery 的默认值为 0,表示本功能不启用。如果你的客户端非常繁忙,则无论你将 client_idle_limit_in_recovery 设置为多少 pgpool-II 都无法进入恢复的第二阶段。在这种情况下, 你可以设置 client_idle_limit_in_recovery 为 -1 因而 pgpool-II 在进入第二阶段前立即断开这些繁忙的客户端的连接。如果你改变了 client_idle_limit_in_recovery 你需要重新加载 pgpool.conf 。

  • lobj_lock_table V2.2 -

    本参数指定一个表名用于大对象的复制控制。如果它被指定,pgpool 将锁定由 lobj_lock_table 指定的表并通过查找 pg_largeobject 系统 catalog 生产一个大对象 id,并调用 lo_create 来建立这个大对象。这个过程保证 pgpool 在复制模式中在所有的数据库节点中获得相同的大对象 id。注意 PostgreSQL 8.0 或者更老的版本没有 lo_create,因此本功能将无法工作。

    对 libpq 的 lo_creat() 函数的调用将触发本功能。通过 Java API(JDBC 驱动),PHP API(pg_lo_create,或者 PHP 库中类似的 API 例如 PDO)进行的大对象创建,以及其他各种编程语言中相同的 API 使用相同的协议,因此也应该能够运行。

    以下的大对象建立操作将无法运行:

    • libpq 中的 lo_create
    • 任何语言中使用 lo_create 的任何 API
    • 后台程序的 lo_import 函数
    • SELECT lo_creat

    lobj_lock_table 存储在哪个 schema 并不重要,但是这个表必须对任何用户都可以写入。以下为如何建立这样一个表的示例:

    lobj_lock_table 指定的表必须被预先建立。如果你在 template1 中建立这个表,之后建立的任何数据库都将有这个表。

    如果 lobj_lock_table 为空字符串(''),这个功能被禁用(大对象的复制将无法工作)。lobj_lock_table is 的默认值为''。

负载均衡的条件

需要对一个查询使用负载均衡,需要满足以下的所有条件:

  • PostgreSQL 7.4 或更高版本
  • 查询必须不是在一个显式的事务中(例如,不在 BEGIN ~ END 块中)
  • 不能是 SELECT nextval 或者 SELECT setval
  • 不能是 SELECT INTO
  • 不能是 SELECT FOR UPDATE 或者 FOR SHARE
  • 以 "SELECT" 开始或者为 COPY TO STDOUT, EXPLAIN, EXPLAIN ANALYZE SELECT... 其中一个,ignore_leading_white_space = true 将忽略开头的空格.

注意你可以通过在 SELECT 语句之前插入任意的注释来禁止负载均衡:

请参考replicate_select。也可以参考flow chart

注:JDBC 驱动有自动提交的选项。如果自动提交为 false,则 JDBC 驱动将自己发送 "BEGIN" 和 "COMMIT"。因此 pgpool-II 无法做任何负载均衡。你需要调用 setAutoCommit(true) 来启用自动提交。

复制模式中的故障切换

pgpool-II 退化一个死掉的后台并继续提供服务。只要最少还有一个后台还或者,服务就可以继续。

复制模式中的特有错误

在复制模式中,如果 pgpool 发现 INSERT,UPDATE 和 DELETE 生效的行数不同,如果 failover_if_affected_tuples_mismatch 被设置为 false,则 pgpool 将发送错误的 SQL 语句到所有的数据库节点来取消当前当前事务(如果为 false 则发生退化)。 在这种情况下,你将在客户端终端中看到以下错误信息:

你将在 PostgreSQL 的日志中看到更新的行数(在本例中,数据库节点 0 更新了 0 行而数据库节点 1 更新了 1 行)。

主/备模式

本模式用于使用其他负责完成实际的数据复制的主/备复制软件(类似于 Slong-I 和 基于流复制)来连接 pgpool-II。数据库节点的信息(如果你需要在线恢复功能,backend_hostname、backend_port、backend_weight、backend_flag 和 backend_data_directory )必须被设置,和复制模式中的方法相同。另外,还需要设置 master_slave_modeload_balance_mode 为 true。pgpool-II 将发送需要复制的查询到主数据库,并在必要时将其他的查询将被负载均衡。不能被负载均衡而发送到主数据库的查询当然也是受负载均衡逻辑控制的。

在主/备模式中,对于临时表的 DDL 和 DML 操作只能在主节点上被执行。SELECT 也可以被强制在主节点上执行,但这需要你在 SELECT 语句前添加一个 /NO LOAD BALANCE/ 注释。

在主/备模式中, replication_mode 必须被设置为 false ,并且 master_slave_mode 为 true。

主/备模式有一个“master_slave_sub mode”。默认值为 'slony',用于 Slony-I。你也可以设置它为 'stream',它在你想使用 PostgreSQL 内置的复制系统(基于流复制)时被设置。用于 Slony-I 子模式的示例配置文件为 pgpool.conf.sample-master-slave,用于基于流复制的子模式的示例文件为 sub-module is pgpool.conf.sample-stream。

修改以上任何参数都需要重新启动 pgpool-II。

在主/备模式中,你可以通过设置 white_function_list 和 black_function_list 来控制负载均衡。参考 white_function_list 获得详细信息。

流复制 V3.1 -

就像以上规定的,pgpool-II 可以与 PostgreSQL 9.0 带来的基于流复制协同工作。要使用它,启用“master_slave_mode”并设置“master_slave_sub_mode”为“stream”。 pgpool-II 认为基于流复制启用了热备,也就是说备库是以只读方式打开的。以下参数可以用于本模式:

  • delay_threshold V3.0 -

    指定能够容忍的备机上相对于主服务器上的 WAL 的复制延迟,单位为字节。 如果延迟到达了 delay_threshold,pgpool-II 不再发送 SELECT 查询到备机。 所有的东西都被发送到主服务器,即使启用了负载均衡模式,直到备机追赶上来。 如果 delay_threshold 为 0 或者流复制检查被禁用,则延迟检查不被执行。 这个检查在每“sr_check_period”周期执行一次。 delay_threshold 的默认值为 0。要使对本参数的改动生效,你需要重新加载 pgpool.conf。

  • sr_check_period V3.1 -

    本参数指出基于流复制的延迟检查的间隔,单位为秒。 默认为 0,表示禁用这个检查。如果你修改了 sr_check_period,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • sr_check_user V3.1 -

    执行基于流复制检查的用户名。用户必须存在于所有的 PostgreSQL 后端上,否则,检查将出错。 注意即使 sr_check_period 为 0, sr_check_user 和 sr_check_password 也会被使用。 要识别主服务器,pgpool-II 发送函数调用请求到每个后端。 sr_check_user 和 sr_check_password 用于这个会话。如果你修改了 sr_check_user,需要重新加载 pgpool.conf 以使变动生效。

  • sr_check_password V3.1 -

    指出如何记录复制延迟。如果指定 'none',则不写入日志。 如果为 'always',在每次执行健康检查时记录延迟。如果 'if_over_threshold' 被指定, 只有当延迟到达 delay_threshold 时记录日志。log_standby_delay 的默认值为 'none'。要使对本参数的改动生效,你需要重新加载 pgpool.conf。

  • log_standby_delay V3.1 -

    指出如何记录复制延迟。如果指定 'none',则不写入日志。 如果为 'always',在每次执行健康检查时记录延迟。 如果 'if_over_threshold' 被指定,只有当延迟到达 delay_threshold 时记录日志。 log_standby_delay 的默认值为 'none'。 要使对本参数的改动生效,你需要重新加载 pgpool.conf。你也可以使用“show pool_status”命令监控复制延迟。 列名为“standby_delay#”(其中 '#' 需要用数据库节点编号代替)。

流复制下的故障切换

在使用流复制的主/备模式中,如果主节点或者备节点失效,pgpool-II 可以被设置为触发一个故障切换。节点可以被自动断开而不需要进行更多设置。 当进行流复制的时候,备节点检查一个“触发文件”的存在,一旦发现它,则备节点停止持续的恢复并进入读写模式。通过使用这种功能,我们可以使备数据库在主节点失效的时候进行替换。

警告:如果你计划使用多个备节点,我们建议设置一个 delay_threshold 值来避免任何查询由于查询被发送到其他备节点而导致获取旧数据。

如果第二个备节点在第一个备节点已经发生替换的时候替换主节点,你会从第二备节点获取错误的数据。我们不推荐计划使用这种配置。

以下例举了如何设置一个故障切换的配置。

  1. 将一个故障切换脚本放置到某个地方(例如 /usr/local/pgsql/bin )并给它执行权限。

  2. 在 pgpool.conf 中设置 failover_commmand。

  3. 在备节点中设置 recovery.conf。

    一个 recovery.conf 示例

    可以在 PostgreSQL 安装目录中找到。它的名字为 "share/recovery.conf.sample"。拷贝 recovery.conf.sample 为 recovery.conf 到数据库节点目录并编辑它。

  4. 设置主节点上的 postgresql.conf 。以下仅仅是一个示例。你需要根据你自己的环境做调整。

  5. 设置主节点上的 pg_hba.conf 。以下仅仅是一个示例。你需要根据你自己的环境做调整。

启动首要 PostgreSQL 节点和第二 PostgreSQL 节点来初始化基于流复制。如果主节点失效,备节点将自动启动为普通 PostgreSQL 并准备好接受写查询。

流复制

当使用流复制和热备的时候,确定哪个查询可以被发送到主节点或备节点或者不能被发送到备节点非常重要。pgpool-II 的流复制模式可以很好的处理这种情况。在本章,我们将解释 pgpool-II 如何做到这一点的。

我们通过检查查询来辨别哪个查询应该被发送到哪个节点。

  • 这些查询只允许被发送到主节点
    • INSERT, UPDATE, DELETE, COPY FROM, TRUNCATE, CREATE, DROP, ALTER, COMMENT
    • SELECT ... FOR SHARE | UPDATE
    • 在事务隔离级别为 SERIALIZABLE 的 SELECT
    • 比 ROW EXCLUSIVE MODE 更严厉的 LOCK 命令
    • 一些事务相关命令:
    • BEGIN READ WRITE, START TRANSACTION READ WRITE
    • SET TRANSACTION READ WRITE, SET SESSION CHARACTERISTICS AS TRANSACTION READ WRITE
    • SET transaction_read_only = off
    • 两步提交命令:PREPARE TRANSACTION, COMMIT PREPARED, ROLLBACK PREPARED
    • LISTEN, UNLISTEN, NOTIFY
    • VACUUM
    • 一些序列生成器操作函数(nextval 和 setval)
    • 大对象建立命令
  • 这些查询可以被发送到主节点和备节点。如果启用了负载均衡,这些查询可以被发送到备节点。但是,如果设置了 delay_threshold 且复制延迟大于这个值,则查询被发送到主节点。
    • SELECT not listed above
    • COPY TO
    • DECLARE, FETCH, CLOSE
    • SHOW
  • 以下查询被同时发送到主节点和备节点
    • SET
    • DISCARD
    • DEALLOCATE ALL

在一个显式的事务中:

  • 启动事务的命令例如 BEGIN 只被发送到主节点。
  • 接下来的 SELECT 和一些可以被发送到主节点或备节点的其他查询会在事务中执行或者在备节点中执行。
  • 无法在备节点中执行的命令例如 INSERT 被发送到主节点。在这些命令之后的命令,即使是 SELECT 也被发送到主节点。这是因为这些 SELECT 语句可能需要立即查看 INSERT 的结果。这种行为一直持续到事务关闭或者终止。

在扩展协议中,在负载均衡模式中在分析查询时,有可能探测是否查询可以被发送到备节点。规则和非扩展协议下相同。例如,INSERT 被发送到主节点。接下来的 bind,describe 和 execute 也将被发送到主节点。

[注:如果对 SELECT 语句的分析由于负载均衡被发送到备节点,然后一个 DML 语句,例如一个 INSERT ,被发送到 pgpool-II,那么,被分析的 SELECT 必须在主节点上执行。因此,我们会在主节点上重新分析这个 SELECT 语句。]

最后,pgpool-II 的分析认为有错误的查询将被发送到主节点。

流复制中的在线恢复

在流复制的主/备模式中,可以执行在线恢复。在在线恢复过程中,首要务器扮演了主服务器的角色并恢复到指定的备服务器。因此恢复过程需要首要服务器启动并运行。 如果第一服务器失效且没有备用服务器被提升,你需要停止 pgpool-II 和所有的 PostgreSQL 服务器并手动恢复它们。

  1. 设置 recovery_user。通常为 "postgres"。

  2. 设置登录到数据库的 recover_user 的 recovery_password。

  3. 设置 recovery_1st_stage_command。这个阶段的这个脚本用来执行一个首要数据库的备份并还原它到备用节点。将此脚本放置在首要数据库示例的目录中并给它可执行权限。这里有一个用于配置了一个主节点和一个备节点的示例脚本

    (basebackup.sh)

    。你需要设置 ssh 让 recovery_user 可以从首要节点登录到备用节点而不需要提供密码。

  4. 让 recovery_2nd_stage_command 保留为空。

  5. 在每个数据库节点中安装必须的执行在线恢复的 C 和 SQL 函数。

  6. 在完成在线恢复后,pgpool-II 将在备节点启动 PostgreSQL。在每个数据库节点中安装用于本用途的脚本。 示例脚本 包含在源码的“sample”目录中。这个脚本使用了 ssh。你需要允许 recover_user 从首要节点登录到备用节点而不需要输入密码。

以上未全部内容。现在你可以使用 pcp_recovery_node (作为备用节点的步骤)或者点击 pgpoolAdmin 的“恢复”按钮来执行在线恢复了。如果出现问题,请检查 pgpool-II 的日子,首要服务器的日志和备用服务器的日志。

作为参考,以下为恢复过程的步骤。

  1. Pgpool-II 使用 user = recovery_user, password = recovery_password 连接到首要服务器的 template1 数据库。
  2. 首要服务器执行 pgpool_recovery 函数。
  3. pgpool_recovery 函数执行 recovery_1st_stage_command。注意 PostgreSQL 在数据库实例的当前目录中执行函数。因此,recovery_1st_stage_command 在数据库实例的目录中执行。
  4. 首要服务器执行 pgpool_remote_start 函数。本函数执行一个在数据库实例路径中名为“pgpool_remote_start”的脚本,它通过 ssh 在备用服务器上执行 pg_ctl 命令来进行恢复。pg_ctl 将在后台启动 postmaster。所以我们需要确保备用节点上的 postmaster 真正启动了。
  5. pgpool-II 尝试使用 user = recovery_user 和 password = recovery_password 连接到备用 PostgreSQL。如果可能,连接到的数据库为“postgres”。否则,使用“template1”。pgpool-II 尝试 recovery_timeout 秒。如果成功,进行下一步。
  6. 如果 failback_command 不为空,pgpool-II 父进程执行这个脚本。
  7. 在 failback_command 完成后,pgpool-II 重新启动所有的子进程。

并行模式

本模式实现了查询的并行执行。表可以被分割,数据分布在每个节点中。而且,复制和负载均衡功能也可以同时使用。在并行模式中,pgpool.conf 中的 replication_mode 和 load_balance_mode 被设置为 ture,master_slave 被设置为 false,parallel_mode 被设置为 false。当你改变这些参数后,需要重启 pgpool-II。

配置 System DB

如果想使用并行模式,System DB 需要被正确配置。System DB 包含存储在一个表中的,用于选择被分区的数据将被发送到的恰当后端程序的规则。 System DB 不一定要和 pgpool-II 在同一台主机上。System DB 的配置由 pgpool.conf 完成。

  • system_db_hostname

    System DB 所在的主机名。给出空字符串('')表示 SystemDB 和 pgpool-II 在同一台主机,且将通过 UNIX 域套接字访问。

  • system_db_port

    System DB 使用的端口号

  • system_dbname

    分区规则和其他的信息将被定义到这里指定的数据库中。默认值为:'pgpool'

  • system_db_schema

    分区规则和其他的信息将被定义到这里指定的模式中。默认值为:'pgpool_catalog'

  • system_db_user

    连接到 System DB 的用户名。

  • system_db_password

    连接到 System DB 的密码,如果不需要密码,则设置为空字符串('')。

  • ssl_ca_cert

    到达用于校验后台服务器的 PEM 格式的包含一个或者多个 CA 根证书的文件的路径。这类似于 OpenSSL 的 verify(1) 命令的 -CAfile 选项。默认值为未设置,也就是不进行认证。如果本选项未设置但是 ssl_ca_cert_dir被设置了,则认证过程依旧会发生。

  • ssl_ca_cert_dir

    到达包含用于校验后台服务器的 PEM 格式的 CA 证书的目录的路径。这类似于 OpenSSL 的 verify(1) 命令的 -CApath 选项。默认值为未设置,也就是不进行认证。如果本选项未设置但是 ssl_ca_cert 被设置了,则认证过程依旧会发生。

初始化 System DB 的配置

首先,需要建立 pgpool.conf 文件中指定的数据库和模式。可以在 $prefix/share/system_db.sql 找到一个示例脚本。如果你指定了不同的数据库名和模式,在脚本中相应地修改它们。

注册一条分区规则

用于数据分区的规则必须被注册到 pgpool_catalog.dist_def 表中。

注册一条复制规则

未被分发的表必须被复制. 当一个查询对一个分发表和另外一个表进行连接时,pgpool-II 从 pgpool_catalog.replicate_def 表获取复制信息。一个表只能被复制或被分发。

对 pgbench 表的分区示例

在这个示例中,accounts 表被分区,branches 和 tellers 表被复制。accounts 表和 branches 表通过 bid 进行连接。branches 表注册到复制表中,若这三个表(accounts, branches 和 tellers)将被连接的话,有必要也为 tellers 表注册一条复制规则。

分区规则函数(此处是 pgpool_catalog.dist_def_accounts )需要一个值作为分区的关键字列,并返回相应的DB节点ID。注意节点ID必须从0开始, 下面是为pgbench写的函数示例。

设置用于客户端认证(HBA)的 pool_hba.conf

和 PostgreSQL 中使用的 pg_hba.conf 文件类似,pgpool-II 使用一个称之为 "pool_hba.conf" 的配置文件来支持类似的客户端认证功能。

当安装 pgpool 的时候,pool_hba.conf.sample 文件将被安装在"/usr/local/etc"目录下,该位置也是配置文件的默认目录。拷贝 pool_hba.conf.sample 为 pool_hba.conf,如果必要的话并修改它。默认的情况下,pool_hba 认证被开启,详见"6. 设置 pgpool.conf"。

pool_hba.conf 文件的格式和 PostgreSQL 的 pg_hba.conf 的格式遵循的非常相近。

查看 "pool_hba.conf.sample" 文件获取每个字段详细的解释。

下面是 pool_hba 的一些限制。

  • "hostssl" 连接类型不被支持

  • 尽管"hostssl"不能被使用,pgpool-II 2.3或更高版本支持SSL,详见SSL

  • DATABASE 字段使用的"samegroup" 不被支持

  • 尽管 pgpool 并不知道后端服务器的用户的任何信息,但是将通过 pool_hba.conf 中的 DATABASE 字段项对数据库名进行简单的检查。

  • USER 字段使用的 group 名字后面跟个"+"不被支持

  • 这与上面介绍的 "samegroup" 原因相同,将通过 pool_hba.conf 中 USER 字段项对用户名进行简单的检查。

  • 为 IP address/mask 使用的 IPv6 不被支持

  • pgpool 当前不支持 IPv6.

  • METHOD 字段仅仅支持 "trust", "reject", "md5" 和 "pam"

  • 再次,这与上面介绍的 "samegroup" 原因相同, pgpool 不能够访问 user/password 信息。

  • 要使用md5认证,你需要在 "pool_passwd" 中注册你的名字和密码。详见认证/访问控制

注意本节描述的所有认证发生在客户端和 pgpool-II 之间;客户端仍然需要继续通过 PostgreSQL 的认证过程。 pool_hba 并不关心客户端提供的用户名/数据库名(例如 psql -U testuser testdb)是否真实存在于后端服务器中。pool_hba 仅仅关心是否在 pool_hba.conf 中存在匹配。

PAM 认证使用 pgpool 运行的主机上的用户信息来获得支持。若让 pgpool 支持PAM,需要在 configure 时指定"--with-pam"选项。

若启用 PAM 认证,你需要为 pgpool 在系统的 PAM 配置目录(通常是在"/etc/pam.d")中创建一个 service-configuration 文件。 一个 service-configuration 的示例文件被安装为安装目录下的"share/pgpool.pam"。

设置 Query cache 方法 - V3.1 (已废弃)

注意:这个(基于磁盘的)查询缓存功能将在不久后被移除。 请使用基于内存的查询缓存代替。

Query cache 可以在 pgpool-II 的所有模式中使用。在 pgpool.conf 中启用它如下:

你还需要在 System DB 中创建下面的表:

然而,如果你不使用"pgpool_catalog"的话,你可能需要修改该语句中的 schema。

注意:当前的查询缓存的实现方法为在数据库中建立缓存数据。因此启用查询缓存可能会导致达不到最高的性能。即使相关的表被更新了,查询缓存的内容不会更新。你需要从缓存的表中删除缓存的数据或者通过 -c(删除缓存) 参数重启 pgpool-II。

基于内存的查询缓存 V3.2 -

你可以在任何模式中使用基于内存的查询缓存。它不同于以上的查询缓存,因为基于内存的查询缓存会快很多,因为缓存存储于内存中。 另外,如果缓存事小了,你不需要重启 pgpool-II 因为相关的表已经得到更新了。

基于内存的缓存保存 SELECT 语句(以及它绑定的参数,如果 SELECT 是一个扩展的查询)以及对应的数据。 如果是相同的 SELECT 语句,则直接返回缓存的值。因为不再有 SQL 分析或者到 PostgreSQL 的调用,实际上它会非常快。

其他方面,它会比较慢,因为它增加了一些负载用于缓存。另外,当一个表被更新,pgpool 自动删除相关的表的缓存。 因此,在有很多更新的系统中,性能会降低。如果 cache_hit_ratio 低于 70%,建议你关闭基于内存的缓存。

限制

  • 基于内存的查询缓存通过监视 UPDATE,INSERT,ALTER TABLE一类的查询语句来自动删除缓存的数据。 但 pgpool-II 无法发现通过触发器、外键和 DROP TABLE CASCADE 产生的非显式的更新。 你可以通过配置 memqcache_expire 让 pgpool 在固定时间周期内自动删除缓存来避免这个问题, 你也可以通过配置 black_memqcache_table_list 来让 pgpool 的基于内存的缓存忽略指定的表。
  • 如果你使用 pgpool-II 的多个实例来使用共享内存进行缓存,可能出现一个 pgpool 发现表被更新了因而删除了缓存,但另一个依旧使用旧的缓存。 对于这种情况,使用 memcached 是一个更好的策略。

启用基于内存的查询缓存

要启用基于内存的查询缓存,设置以下选项为 on(默认为 off)。

选择缓存策略

你可以选择一个缓存策略:共享内存或者 memcached(不能同时使用)。 使用共享内存的查询缓存很快且简单,因为你不需要安装和配置 memcached,但缓存的最大数量限制于共享内存。 使用 memcached 的查询缓存需要更多的负载用于访问网络,但你可以任意设置你需要的大小。

可以通过 memqcache_method 指定内存缓存的行为。可以是 “shmem” 或者 “memcached”。默认为 shmem。

基于内存缓存被禁用的情况

并非所有的 SELECT 和 WITH 语句可以被缓存。在包括以下列表的一些情况,为了保证数据库和缓存的一致性,缓存被避免了。

  • SELECT 包含以下表的 black_memqcache_table_list
  • SELECT FOR SHARE / UPDATE
  • SELECT 包含 un-immutable 函数
  • SELECT 包含 TEMP TABLE
  • SELECT 包含 系统对象
  • SELECT 包含 VIEW 和 不记录日志的表。但如果表在 white_memqcache_table_list 中,结果还是会被缓存的。
  • SELECT 包含 VIEW
  • SELECT 在一个被终止的显示事务中
  • SELECT 结果超出 memqcache_maxcache

缓存不被使用的情况

存在一些情况,及时匹配的查询缓存存在,pgpool 也不返回结果。

  • 如果一个更新擦做在一个显式的事务中执行,在事务中,pgpool 不使用查询缓存。
  • 匹配的查询是由其他用户(因为安全原因)生成的。
  • 匹配的查询由于 memqcache_expire 设置而需要被删除。

配置

以下参数可以同时用于 shmem 和 memcached。

  • memqcache_expire V3.2 -

    查询缓存的生命周期,默认为 0。0 表示没有缓存超时,而且缓存被启用直到表被更新。 本参数和 memqcache_auto_cache_invalidation 是相交的。

  • memqcache_auto_cache_invalidation V3.2 -

    如果为 on,则在表被更新的时候自动删除相关的缓存。 如果为 off,则不删除缓存。默认为 on。 本参数和 memqcache_expire 相交。

  • memqcache_maxcache V3.2 -

    如果 SELECT 结果集的大小超出了 memqcache_maxcache 字节,则不缓存且显示以下消息:2012-05-02 15:08:17 LOG: pid 13756: pool_add_temp_query_cache: data size exceeds memqcache_maxcache. current:4095 requested:111 memq_maxcache:4096 要避免这个问题,你需要将 memqcache_maxcache 设置得大一些。 但如果你使用共享内存作为缓存策略,它必须小于 memqcache_cache_block_size。 如果是 memchached,她必须小于 slab 的大小(默认为 1 MB)。

  • white_memqcache_table_list V3.2 -

    指定一个以逗号分隔的表名的列表,用于使 SELECT 的结果被缓存,也可以是视图或者不写日志的表。可以使用正则表达式。同时存在于 white_memqcache_table_list 和 black_memqcache_table_list 的表和视图将被缓存。

  • black_memqcache_table_list V3.2 -

    指定一个以逗号分隔的表名的列表,用于使 SELECT 的结果不被缓存,也可以是视图或者不写日志的表。可以使用正则表达式。

  • memqcache_oiddir V3.2 -

    用于 SELECT 的存储表的 OID 的目录的完整路径。在 memqcache_oiddir 下有使用数据库 oid 命名的目录, 每个目录之下是在 SELECT 中使用的以表的 oid 命名的文件。在文件中,存储了查询缓存。它们是用于删除缓存的关键。在 memqcache_oiddir 下的目录和文件不会被删除,即使 pgpool-II 重启。 如果你使用 "pgpool -C" 启动 pgpool,则 pgpool 使用旧的 oid 映射。

监控缓存

这里讲述如何监控查询缓存。要知道一个 SELECT 的结果是不是从查询缓存获得,需要启用 log_per_node_statement

pool_status 命令显示缓存的命中率。

在本例中,你可以通过以下方法计算:

show pool_cache 也显示相同的结果。

配置使用共享内存

以下为用于共享内存缓存策略的参数。

  • memqcache_total_size V3.2 -

    指定用于缓存的共享内存的大小,单位为字节。

  • memqcache_max_num_cache V3.2 -

    制定缓存的项目数。这用于定义缓存管理空间的大小。(你需要它来协助 memqcache_total_size 参数)。 可以使用以下方法计算缓存管理空间的大小:memqcache_max_num_cache * 48 字节。 如果数量太小,则注册缓存的时候会报错。但如果太大则浪费空间。

  • memqcache_cache_block_size V3.2 -

    如果缓存存储是共享内存,pgpool 使用内存除以 memqcache_cache_block_size。SELECT 的结果被放入块中。 但是因为 SELECT 的结果不能被放入多个块中,它无法缓存大于 memqcache_cache_block_size 的结果。 memqcache_cache_block_size 必须大于或等于 512。

配置使用 memcached

以下为用于 memcached 缓存策略的参数。

  • memqcache_memcached_host V3.2 -

    指定 memcached 工作的主机的主机名或 IP 地址。如果和 pgpool-II 在同一台机器,设置为 'localhost'。

  • memqcache_memcached_port V3.2 -

    指定 memcached 的端口。默认为 11211。

memcached 安装

要使用 memcached 作为缓存策略,pgpool-II 需要配合 memcached 和其客户端 libmemcached 使用。 通过 rpm 安装很简单。这里讲解如何使用源码安装。

可以在以下位置获得 memcached 的源码: memcached development page

  • configure

    在解压源码包后,执行配置脚本。

    ./configure

  • make

    make

    make install

libmemcached 安装

Libmemcached 是 memcached 的客户端库。你需要在安装 memcached 后安装 libmemcached。

可以在以下位置获得 libmemcached 的源码: libmemcached development page

  • configure

    在解压源码包后,执行配置脚本。

    ./configure

    如果你不想使用默认值,一些可选项为:--with-memcached=path 安装 Memcached 的顶层目录。

  • make

    make

    make install

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启动/停止 pgpool-II

启动 pgpool-II

所有后端服务器和System DB(若需要)都必须在启动 pgpool-II 之前启动。

-c--clear-cache删除 query cache
-f config_file--config-file config-file指定 pgpool.conf
-a hba_file--hba-file hba_file指定 pool_hba.conf
-F pcp_config_file--pcp-password-file指定 pcp.conf
-n--no-daemon非守护进程模式(不脱离终端运行)
-D--discard-status忽略 pgpool_status 文件且不恢复到先前的状态 V3.0 -
-C--clear-oidmaps忽略用于基于内存的查询缓存的 memqcache_oiddir 中的 oid 映射文件 (仅当 memqcache_method 为 'memcached'时有效), 如果是 shm,则总是忽略。 V3.2 -
-d--debug调试模式

Stop pgpool-II

有两种方式来关闭 pgpool-II。一种是使用 PCP 命令(后面介绍),另外一种是使用 pgpool-II 命令。下面是使用 pgpool-II 命令的示例。

-m s[mart]--mode s[mart]等待客户端断开连接,然后关闭(默认)
-m f[ast]--mode f[ast]并不等待客户端; 立即关闭
-m i[mmediate]--mode i[mmediate]等同于 '-m f'

pgpool 记录后端服务器的状态到 [logdir]/pgpool_status 文件中,当 pgpool 重启时,它读该文件并恢复后端服务器的状态。 这将避免可能由于下述原因造成的DB节点间的具有不同的数据:

  1. 一个后端服务器突然停止,然后pgpool执行恢复程序
  2. 一个update通过pgpool出现在一个活动的DBs上
  3. 管理员决定停止pgpool
  4. 其它人决定重启已停止的DB但并没通知管理员
  5. 管理员重启pgpool

如果由于某些原因,例如,停止的DB已经通过其它另外的方式已经获得了同步,则 pgpool_status 可在启动 pgpool 之前被安全的移除。

重新加载 pgpool-II 配置文件

pgpool-II 能够不需要重启而重新加载配置文件。

-f config_file--config-file config-file指定 pgpool.conf
-a hba_file--hba-file hba_file指定 pool_hba.conf
-F pcp_config_file--pcp-password-file指定 pcp.conf

需要指出的是,一些配置项并不能通过重新加载来改变。新的修改后的配置将在新会话上生效。

SHOW 命令

概述

pgpool-II 通过 SHOW 命令提供一些信息。SHOW 是一个真实的 SQL 语句, 但是如果该命令查询 pgpool-II 信息的话,pgpool-II 解释了该命令。可选项如下:

  • pool_status, 获取配置
  • pool_nodes, 获取节点信息 V3.0 -
  • pool_processes, 获取pgPool-II 进程信息 V3.0 -
  • pool_pools, 获取pgPool-II 所有的连接池信息 V3.0 -
  • pool_version, 获取pgPool_II 版本信息 V3.0 -

注意:术语 'pool' 指的是一个 pgpool 进程所拥有的 PostgreSQL 会话池,并非指所有的 pgpool 所拥有的会话。

SQL语句中的 "pool_status" 在以前的版本中已经存在,但是其它可选项在 3.0 中才出现。

pool_status

"SHOW pool_status" 返回配置参数列表,包含参数的 name, value, 和 description。下面是返回结果的一个摘录:

pool_nodes V3.0 -

"SHOW pool_nodes" 返回所有配置节点的列表.它显示了节点的 id, hostname, port, status, 以及权重 weight (仅在使用负载均衡模式时有意义)。status 列可能的值可在 pcp_node_info reference 里获得解释。

pool_processes V3.0 -

"SHOW pool_processes" 返回 pgpool-II 所有进程的信息,这些进程正等待连接或在处理一个连接。

结果有 6 列:

  • pool_pid 是显示的pgPool-II进程的PID
  • start_time 是该进程启动时的时间戳
  • database 是该进程当前连接的活跃的后台数据库名
  • username 是该进程当前连接的活跃的后台用户名
  • create_time 是连接的的创建时间和日期
  • pool_counter 计数客户端使用该连接池(进程)的次数

结果将一直返回 num_init_children 行。

pool_pools V3.0 -

"SHOW pool_pools" 返回 pgpool-II 所处理的连接池列表,包含它们的 name, value, 和 description,下面是结果的一个摘录:

共 11 列:

  • pool_pid 是 pgpool-II 进程的PID
  • start_time 是该进程启动时的时间和日期
  • pool_id is 是连接池的标识符 (应该在 0 到 max_pool-1之间)
  • backend_id 是后端服务器的标识符(应该在0到最大配置的后端服务器数-1之间)
  • database 是该进程的连接池所连接的数据库名
  • username 是该进程的连接池所连接的用户名
  • create_time 是该连接的创建时间和日期
  • majorversion and minorversion 是该连接使用的协议版本
  • pool_counter 计数客户端使用该连接的次数
  • pool_backendpid 是PostgreSQL 进程的PID
  • pool_connected 如果前端正使用该后端服务器时是true (1).

结果将一直返回num_init_children*max_pool 行.

pool_version V3.0 -

"SHOW pool_version" 将显示包含 pgpool-II 版本号的一个字符串。下面是一个示例:

pool_cache V3.0 -

"SHOW pool_cache" 显示启用 on memory query cache 时缓存的存储统计。以下为一个示例:

  • num_cache_hits 表示命中缓存的 SELECT 语句数量。
  • num_selects 表示未命中缓存的 SELECT 语句数量。
  • cache_hit_ratio 表示缓存的命中率,算法为 num_cache_hits/(num_cache_hits+num_selects)。
    num_hash_entries 之下的任何项目仅仅在缓存为共享内存的情况下有效。
  • num_hash_entries 表示哈希表中的项目数,它用于索引缓存存储,其应该和 pgpool.conf 中的memqcache_max_num_cache 相同。这是缓存条目的上限。
  • used_hash_entries 表示 num_hash_entries 中已经使用的项目。
  • num_cache_entries 表示缓存存储中有效的缓存项目数,应该等于 used_hash_entries。
  • used_cache_entries_size 表示已经使用的总共缓存存储字节数。
  • free_cache_entries_size 表示未使用或者说可用的总共缓存存储字节数。
  • fragment_cache_entries_size 表示由于是碎片而无法使用的总共缓存存储字节数。
  • 如果 free_cache_entries_size 变成 0(或者没有足够的空间存储 SELECT 的结果),则碎片区域可以被重用。

在线恢复

概述

pgpool-II,在复制模式下在给客户端提供服务的同时,能够同步一个数据库并关联(attach)一个节点,我们称这项特性为"在线恢复"。

在执行在线恢复之前,一个恢复的目标节点必须处于 detached 状态。如果你想动态的增加一个 PostgreSQL server,则在pgpool.conf中增加'backend_hostname'及其相关的参数并重新加载该配置文件。 pgpool-II 把该新的节点注册为 detached 节点。

注意:停止 master 节点(第一个启动和运行的节点)上的autovacuum。如果Autovacuum运行的话,它可能会改变数据的内容并可能造成在线恢复后的不一致性。这仅适用于使用简单的复制机制的恢复,例如下文将会讨论的 rsync 方式,而对使用 PostgreSQL 的PITR机制进行在线恢复的并不适用。

若目标 PostgreSQL 服务器已经启动开,你需要关闭它。

pgpool-II 以两个阶段来执行在线恢复。当一个恢复节点同步数据库时,客户端可能需要等待几秒到几分钟不等的时间来连接 pgpool-II。下面是这些步骤:

  1. CHECKPOINT
  2. 在线恢复的第一阶段
  3. 等待所有的客户端连接断开
  4. CHECKPOINT
  5. 在线恢复的第二阶段
  6. 启动 postmaster (执行 pgpool_remote_start)
  7. 节点连接上来

数据同步的第一个步称之为"第一阶段"。 数据在第一阶段中被同步,在第一阶段中,数据能够被并行的从任意表更新或获取。

你可以指定第一阶段中执行的脚本。pgpool-II传递三个参数到该脚本中。

  1. 主节点的数据库实例路径。
  2. 被恢复的目标节点的主机名
  3. 被恢复的目标节点的数据库实例路径

数据同步在称之为"第二阶段"中完成。在进入第二阶段前,pgpool-II 等待所有的客户端断开连接。它阻塞所有新来的连接直到第二阶段完成。当所有的连接被中断后,pgpool-II合并在第一和第二阶段中更新的数据。这是同步的最终数据。

注意:关于在线恢复有一个限制。如果 pgpool-II 本身安装在多个主机上,在线恢复则不能正确的工作,这是因为 pgpool-II需要在在线恢复的第二阶段中断所有客户端连接。如果存在多个 pgpool-II 主机,只有一个主机能收到在线恢复命令,然后阻塞连接。

配置在线恢复

为在线恢复在pgpool.conf中设置如下参数:

  • backend_data_directory
  • recovery_user
  • recovery_password
  • recovery_1st_stage_command
  • recovery_2nd_stage_command

安装c语言函数

你需要为在线恢复在所有的后端节点中的"template1"数据库中安装c语言函数。源代码在pgpool-II的压缩包中。

改变相应的目录,并执行"make install"。

然后安装 SQL 函数。

恢复脚本部署

我们必须在数据库实例目录($PGDATA)中部署一些数据同步脚本和一个远程启动脚本。在pgpool-II-x.x.x/sample 目录中可找到一些示例脚本文件。

通过PITR在线恢复

本节说明如何通过基于时间点的恢复(Point In Time Recovery,PITR)执行在线恢复。PITR 在 PostgreSQL 8.2 以及后续版本可用。注意所有的涉及的 PostgreSQL 服务器都需要支持 PITR。

第一阶段

需要一个脚本从主节点获取一个备份库,然后把它拷贝到恢复目标节点中去。该脚本可命名为如"copy-base-backup"。下面是个示例:

该脚本把主数据库设成backup模式,生成如下的 recovery.conf:

执行备份,接着把主数据库不再设成备份模式,然后拷贝备份库到选择的目标节点。

第二阶段

该过程的第二阶段是一个脚本进行强制 XLOG 文件转换。该脚本此处命名为"pgpool_recovery_pitr"。它强制执行事务日志的一个转换。为此,pg_switch_xlog可能会被用到。

V3.1 -然而它可能在转换执行完返回,这样可能会导致在线恢复过程的失败。Pgpool-II提供了一个更加安全的称之为"pgpool_switch_xlog"的函数,该函数等待一直到事务日志转换实际被完成后。pgpool_switch_xlog 在安装 C 函数小节过程执行时被安装。

下面是示例脚本。

该序列注入(flushing of sequences)仅在复制模式下有效:在该情况下,序列不得不在所有节点上具有同一个起点。在主/备模式下并不可用。脚本中的循环强制 PostgreSQL 发出所有数据库中序列生成器的当前值到事务日志中,这样它就传播到恢复的目标节点中去。

我们部署这些脚本到 $PGDATA 目录中去。

最后,我们修改pgpool.conf。

我们已完成通过PITR进行在线恢复的准备工作。

pgpool_remote_start

该脚本启动远程主机的 postmaster 进程。pgpool-II 以如下方式执行。

在该示例脚本中,我们通过 ssh 启动 postmaster 进程。所以如果你想要它能够运行,你需要提供不需要密码输入的 ssh 连接。

如果你使用PITR进行恢复,你需要部署一个库备份。PostgreSQL 将自动启动一个 PITR 恢复,然后它开始接受连接。

通过rsync在线恢复

PostgreSQL 7.4 没有PITR ,rsync 可被用来进行在线恢复。在 pgpool-II 的压缩包中的"sample"目录中,有一个"pgpool_recovery"交恢复脚本。该脚本使用rsync命令,pgpool-II使用三个参数调用该脚本。

该脚本通过 ssh 使用 rsync 拷贝物理文件。所以你需要提供不需要密码输入的 ssh 连接。

关于rsync的一些笔记:

  • -c (or --checksum) 当可靠文件传输时需要设置该可选项
  • -z (or --compress) 该可选项用于传输数据时数据压缩。这可能对低速连接非常棒,但是对于一个 100Mbit 或更快的连接可能会增加太多的 CPU 负担,在这种情况下你可能不愿意使用该可选项。
  • rsync 3.0.5 有着巨大的速度性能提升(根据 pgpool-general 邮件列表里的一份报告,会快50%)

如果你使用 pgpool_recovery,在 pgpool.conf 里增加如下几行。

如何执行在线恢复

为了执行在线恢复,使用 pcp_recovery_node 命令或 pgpoolAdmin。

注意你需要给 pcp_recovery_node 第一个参数传递一个大数。该数是一个以秒为单位的定时参数。如果你使用 pgpoolAdmin,在pgmgt.conf.php中设置 "_PGPOOL2_PCP_TIMEOUT "参数为一个大数。

使用在线恢复实现 PostgreSQL 版本升级

复制模式的情况下

如果 pgpool-II 运行在复制模式,你可以不停止 pgpool-II 实现对每个 PostgreSQL节点的升级。 注意在断开和重连数据库节点时,从客户端到 pgpool-II 的激活的会话会被关闭。 还请注意这种情况下你不能用以下描述的方法做大版本升级 (例如,需要 dump/restore 的版本升级)。

  1. 准备在线恢复

  2. 版本升级应该先从不是主节点的节点开始。 在非主节点上停止 PostgreSQL。 Pgpool-II 将探测到 PostgreSQL 停止并生成以下日志。 这种情况下,到 pgpool-II 的会话都将被关闭。

  3. 在停止的节点上执行 PostgreSQL 的版本升级。 你可以覆盖旧的 PostgreSQL,我们建议你将旧版本的 PostgreSQL 移动到某处 以便在必要情况下恢复它。

  4. 如果你安装新的 PostgreSQL 在和旧版本不同的位置且你不想更新你的恢复脚本, 你需要使用软连接一类的工具来修正路径。 如果你选择覆盖,你可以跳过以下步骤,直到安装 C 函数的步骤。 你可以立即执行在线恢复。

  5. 改变旧的 PostgreSQL 的安装目录。 在以下示例中,PostgreSQL 的安装目录被假设为 /user/local/pgsql。

  6. 建立一个到新版本 PostgreSQL 安装位置的软连接。 这允许你使用你当前的命令搜索路径。 在以下示例中,新的 PostgreSQL 的安装路径被假设为 /usr/local/pgsql-new。

  7. 如果数据库目录位于旧的 PostgreSQL 安装目录中, 你应该建立或者拷贝一份因而新的 PostgreSQL 可以访问它。 在以下示例中我们使用软连接。

  8. 安装 C 函数到 PostgreSQL 中。参考“安装 C 函数”小节。 因为在线恢复复制了数据库集群,最后一步使用 psql 安装函数不是必要的。 只需要 make install。

  9. 执行在线恢复。这样,你完成了一个节点的版本升级。 要只需在线恢复,你需要使用 pcp_recovery_node 或 pgpoolAdmin。

  10. 针对每个节点重复以上步骤。到最后一步才是升级主节点。然后你就完成了。

如果你使用流复制

可以升级备节点而不停止 pgpool-II。

升级 PostgreSQL 备节点的步骤和以上复制模式的步骤一样。 请参考“流复制模式中的在线恢复”设置 recovery_1st_stage_command 和 recovery_2nd_stage_command。

无法实现不停止 pgpool-II 升级主节点。 你需要在升级主节点时停止 pgpool-II。 升级主 PostgreSQL 服务器的过程和和备节点相同。 升级主 PostgreSQL 服务器的过程如下:

  1. 停止 pgpool-II
  2. 停止主 PostgreSQL
  3. 升级主 PostgreSQL
  4. 启动主 PostgreSQL
  5. 启动 pgpool-II

备份

要备份后端的 PostgreSQL 服务器和系统数据库,和备份 PostgreSQL一样, 你可以使用物理备份,逻辑备份(pg_dump,pg_dumpall)和 PITR。 注意使用逻辑备份和 PITR 应该直接在 PostgreSQL 上执行, 而不是通过 pgpool-II,这样才能避免由于 load_balance_modereplicate_select 引起的错误。

复制模式和主/备模式

如果 pgpool-II 运行在复制模式或主/备模式,只要备份集群中的一个数据库节点。

如果你使用的是主/备模式并且使用了异步复制系统(Slony-I和流复制)且想要最新的备份, 你应该在主节点做备份。

pg_dump 在数据库中使用共享锁(ACCESS SHARE lock)。使用排他锁(ACCESS EXECUTE lock) 的命令例如 ALTER TABLE, DROP TABLE, TRUNCATE, REINDEX,CLUSTER 和 VACUUM FULL 将等待 pg_dump 的完成,因为存在锁冲突。这甚至会影响主节点, 即使你在备节点执行 pg_dump。

并行模式

如果你在使用并行模式且希望得到连续的备份,你需要停止 pgpool-II。

要使用逻辑备份,停止应用程序和 pgpool-II,然后在所有节点上执行 pg_dump 或 pg_dumpall。 在完成备份后,启动 pgpool-II,然后启动应用程序。

如果使用 PITR,请确保所有节点的系统时间一致。 准备归档日志并执行基础备份。 完成备份后,停止和重启应用程序和 pgpool-II。 记录停止和启动的时间点。 这种临时停止将使各集群之间保持一致的状态。 如果你需要从基础备份和归档日志中恢复, 在启停之间设置 recovery.conf 的 recovery_target_time。

备份系统数据库

如果 pgpool-II 运行在并行查询模式或者你在使用查询缓存,你需要备份 pgpool-II 的系统数据库。 只需要备份 pgpool.conf 中 system_db_dbname 指定的数据库。

部署 pgpool-II

pgpool-II 可以运行在专用的服务器上,应用服务运行的服务器上或者其他服务器上。 本章我们将讲述如何实现这些部署以及相应的利弊。

  • 专用服务器

    pgpool-II 运行在专用服务器上。结构简单且 pgpool-II 不受其他服务软件的影响。 很明显,缺点是你需要买更多硬件。 而且这种配置下,pgpool-II 可能发生单点故障 (你可以使用以下提到的 pgpool-HA 避免这个问题)。

  • 部署在网站服务器或应用服务器上

    将 pgpool-II 部署到一台运行 Apache, JBoss, Tomcat 或其他网站服务器和应用服务器上。 由于 pgpool-II 和网站服务器或者应用服务器之间的通信是本地的,网络通信速度比服务器间的通信更快。 而且如果你使用多个网站服务器或者应用服务器,你可以避免单点故障 (这种情况下,你必须为每个 pgpool-II 实例配置相同的 pgpool.conf)。 这种配置情况下,你必须注意几项事项:如果 pgpool-II 和数据库服务器之间的通信部稳定, 有可能数据库节点 #1 到一个 pgpool-II 实例的连接断开 但到另一个 pgpool-II 实例的连接是正常的。 要避免这种问题,你可以使用双网络链路。当在复制模式中执行在线恢复时,你需要停止除进行在线恢复外所有的 pgpool-II 实例。 否则,数据库会运行到不一致的状态。 在主备模式和流复制模式中,你不需要停止其他的 pgpool-II 实例。 然而,你不允许在多个 pgpool-II 实例运行的时候执行在线恢复。

  • 在数据库服务器上运行 pgpool-II

    在运行 PostgreSQL 的服务器上运行 pgpool-II。 这种配置下避免 pgpool-II 的单点故障的问题。 很明显你不需要另外购买专用服务器。 这种配置下的问题是,应用程序需要选择连接到哪台数据库服务器。 要解决这个问题你可以通过 pgpool-HA 使用虚拟 IP。

关于 pgpool-HA

Pgpool-HA 是一个高可用性软件来让 pgpool-II 配合 hearbeat使用。 Pgpool-HA 是一个 pgpool 以及 pgpool-II 项目的子项目。 Pgpool-HA 可以在 pgpool 开发网站找到,它是一个开源软件。

看门狗V3.2 -

“看门狗”是一个 pgpool-II 的子进程,用于添加高可用性功能。 看门狗添加的功能包括:

  • pgpool 服务的生命检测

    看门狗监控 pgpool 服务的响应而不是进程。 它通过被它监控的 pgpool 发送查询到 PostgreSQL,并检查响应情况。看门狗还监控到从 pgpool 到前端服务器的连接(例如应用服务器)。 从 pgpool 到前端服务器的连接作为 pgpool 的服务来监控。

  • 看门狗进程相互监控

    看门狗进程交换被监控服务器的信息用来保证信息是最新的,并允许看门狗进程相互监控。

  • 在某些故障检测中交换活跃/备用状态

    当一个 pgpool 的故障被检测到,看门狗通知其他的看门狗这个消息。 看门狗在旧的活跃 pgpool 发生故障后通过投票确定新的活跃 pgpool 并更新活跃/备用状态。

  • 在服务器切换的时候实现自动虚拟 IP 地址分配

    当一个备用 pgpool 服务器提升为活跃的,新的活跃服务器启动虚拟 IP 接口。 也就是,之前的活跃服务器停用虚拟 IP 接口。 这确保活动的 pgpool 使用相同的 IP 地址,即使在发生服务器切换的时候。

  • 在恢复的时候自动注册服务器为备用服务器

    当失效的服务器恢复或者新的服务器连接上来,看门狗进程通知其他的看门狗进程关于新服务器的信息, 看门狗进程在活跃服务器和其他服务器上接收这些信息。 然后,新连接上的服务器注册为备用节点。

服务器组件

下图描述 pgpool-II 和看门狗进程是如何配置的。

pgpool-II  3.2.5手册

启动/停止看门狗

看门狗进程由 pgpool-II 自动启动/停止,也就是说,没有单独的命令来启动/停止它。 但是,pgpool-II 启动时必须拥有管理员权限(root), 因为看门狗进程需要控制虚拟 IP 接口。

在等待到所有的 pgpool 启动后,生命监测将启动。

配置看门狗 (pgpool.conf)

看门狗的配置参数在 pgpool.conf 中配置。 在 pgpool.conf.sample 文件中的 WATCHDOG 小节是配置看门狗的示例。 以下所有的选项都是使用看门狗进程必须指定的。

基本配置

启用

  • use_watchdog V3.2 -

    如果为 on,则激活看门狗,默认为 off。

到前端服务器的链路

  • trusted_servers V3.2 -

    用于检测前端链路状态的信任服务器的列表。每个服务器需要能响应 ping。 用逗号分隔服务器的列表,例如“hostA,hostB,hostC”。

  • ping_path V3.2 -

    本参数指定用于监控到前端服务器连接的 ping 命令的路径。只需要设置路径,例如“/bin”。

pgpool-II 的生命检查

  • wd_interval V3.2 -

    本参数指定用于 pgpool-II 生命检查的间隔,单位为秒(一个大于或等于 1 的数字)。

  • wd_life_point V3.2 -

    pgpool-II 生命检测失败后重试次数(一个大于或等于 1 的数字)。

  • wd_lifecheck_query V3.2 -

    用于检查 pgpool-II 的查询语句。默认为“SELECT 1”。

虚拟 IP 地址

  • delegate_IP V3.2 -

    指定客户端服务器(应用服务器等)连接到的 pgpool-II 的虚拟 IP 地址(VIP)。 当一个 pgpool 从备用切换到活跃状态,pgpool 将使用这个 VIP。

  • ifconfig_path V3.2 -

    本参数指定切换 IP 地址的命令所在的路径。只需要设置路径例如“/sbin”。

  • if_up_cmd V3.2 -

    本参数指定用于启用虚拟 IP 的命令。设置命令和参数例如:'ifconfig eth0:0 inet $IP$ netmask 255.255.255.0'。 $IP$ 将被 delegate_IP 指定的 IP 地址替换。

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  • if_down_cmd V3.2 -

    本参数指定用于停用虚拟 IP 的命令。设置命令和参数例如:'ifconfig eth0:0 down'。

  • arping_path V3.2 -

    本参数指定用于在虚拟 IP 切换后用于发送 ARP 请求的命令的所在路径。 只需要设置路径例如“/usr/sbin”。

  • arping_cmd V3.2 -

    本参数指定在进行虚拟 IP 切换后用于发送 ARP 请求的命令。设置命令和参数例如:'arping -U $IP$ -w 1'。 $IP$ 将被 delegate_IP 指定的 IP 地址替换。

看门狗服务器自监控

  • wd_hostname V3.2 -

    指定用于相互监控的看门狗进程的主机名或 IP 地址。

  • wd_port V3.2 -

    指定用于相互监控的看门狗进程的端口。

监控服务器

  • other_pgpool_hostname0 V3.2 -

    指定被监控的 pgpool-II 服务器的主机名。参数末尾的数字表示“服务器id”,必须从 0 开始。

  • other_pgpool_port0 V3.2 -

    指定被监控的 pgpool-II 服务器上的 pgpool 的端口号。参数末尾的数字表示“服务器id”,必须从 0 开始。

  • other_wd_port0 V3.2 -

    指定 pgpool-II 服务器上的需要被监控的看门狗的端口号。参数末尾的数字表示“服务器id”,必须从 0 开始。

故障解决

健康检查失败

pgpool-II 的健康检查特性检测到DB节点失效。

该日志表明DB节点1 (主机foo) 与pgpool中断并失去连接(关闭),于是DB节点0成为新的master。检查DB节点1,处理掉产生故障的原因,之后如果可能则会在DB节点1上执行一个在线恢复。

Failed to read kind from frontend

该日志表明前端程序未能与 pgpool-II 正确的断开。可能的原因是:客户端应的 bug,客户端应用的强制结束(kill)或者是临时的网络故障。该类型的事件不会导致一个DB的破坏或者数据一致性问题。其仅仅是一个关于违反协议的的警告。如果该消息一直出现,建议你检查应用和网络。

Kind mismatch errors

pgpool-II操作在复制模式时你可能得到该消息。

pgpool-II把 SQL 命令发送给数据库节点后便会等待响应。该错误消息指示并非所有的数据库节点返回同样的响应。你可能会在"Possible last query was:"之后看到引起错误的 SQL 语句,接着是响应类型。如果响应指示是一个错误,则从 PostgreSQL 返回的错误消息将被显示出来。这里你看到"0[T]" 显示DB节点响应:0[T]"(开始发送行描述),以及"1[E" 表示DB节点1返回一个错误,消息是"cursor "c" does not exist",然而数据库节点 0 发送了一个行记录。

注意:在主/备模式时你同样会看到这类错误。例如即使在主/备模式下,SET 命令将会被发送给所有的数据库节点以保持所有的节点处于同一个状态。

如果你发现数据库不再同步,检查数据库并使用在线复制异步它们。

pgpool-II 检查插入、更细或者删除的不同的行数

在复制模式下,pgpool-II 检测到 INSERT/UPDATE/DELETE 在影响的节点上产生不同的行数。

在上面的示例中,在不同的数据库节点上执行"update t1 set i = 1"返回更新的行数不同。下一行表明 DB 1 接着出现退化 (断开,disconnected), 然后是DB节点0受影响的行数是0,然而节点1受影响的行数是1.

停止怀疑有错误数据的数据库节点并执行在线恢复。

限制

PostgreSQL的函数

  • 如果你使用 pg_terminate_backend() 终止后台数据库,这会触发一个故障。原因是 PostgreSQL 使用完全相同的消息来关闭 postmaster 以终止一个后台数据库,目前还没有办法解决它,请不要使用该函数。

认证/访问控制

  • 在复制模式或主/备模式中,trust, clear text password, 以及 pam 方法被支持,md5 从 pgpool-II 3.0 之后开始被支持。 通过使用"pool_passwd"来支持 md5。下面是启用 md5 的步骤:
    1. 以数据库的操作系统用户(database's operating system user)登入,并键入 "pg_md5 --md5auth --username= ", 用户名和md5加密的密码被注册进 pool_passwd。如果 pool_passwd 还不存在,pg_md5 将会自动的为你创建。
    2. pool_passwd 格式是 "username:encrypted_passwd".
    3. 你还需要在 pool_hba.conf 中增加一个相应的 md5 项。详见为客户端认证设置 pool_hba.conf (HBA)
    4. 请注意的是用户名和密码必须和 PostgreSQL 中注册的一样
  • 在所有的其它模式中,trust, clear text password, crypt, md5, 以及 pam都被支持。
  • pgpool-II 并不支持类似 pg_hba.conf 的访问控制。如果 TCP/IP 连接启用的话,pgpool-II 接受来自任何主机的所有连接。若必要,使用iptable来控制其它主机的访问。 (当然PostgreSQL服务器能够使用 pg_hba.conf 来接受 pgpool-II 的连接)

大对象 (Large objects)

pgpool-II 2.3.2 或以上版本支持大对象复制,如果后台服务器是 PostgreSQL 8.1 或以上版本。有鉴于此,你需要启用 pgpool.conf 中的lobj_lock_table。然而,使用后台函数 lo_import 的大对象复制不被支持。

主/备模式中的临时表

Creating/inserting/updating/deleting 临时表将会永远在主(首要)节点上执行。pgpool-II 3.0 或以上版本中,也可以在这些主节点的表上执行 SELECT。然而,如果在 SELECT 中临时表名被用作一个符号,就没有办法来检测到它,这样 SELECT 将被负载均衡。这会产生一个 "not found the table" 错误或者会找到另外一个同名的表。为避免该问题,使用/NO LOAD BALANCE/ SQL 注释。

psql 的 \d命令使用符号表名。pgpool-II 3.0 或更高版本检查是否 SELECT 包含任何对系统表(system catalogs)的访问,并永远把这些查询发送到主节点,这样我们避免了该问题。

复制模式中的函数等

不保证使用依赖上下文的机制所产生的数据(如 random number, transaction ID, OID, SERIAL, sequence),都会被在多个后台服务器上被正确的复制。

对于SERIAL,启用insert_lock在数据复制中很有用。insert_lock 还有助于 SELECT setval() 和 SELECT nextval()。

在 pgpool-II 2.3 或更高版本中,使用 CURRENT_TIMESTAMP,CURRENT_DATE, now()的 INSERT/UPDATE 将会被正确的复制。INSERT/UPDATE 使用 CURRENT_TIMESTAMP, CURRENT_DATE, now() 作为表的默认值时,也将会正确的复制。这通过执行时把这些函数替换成从master节点上获取的常量值来完成。然而仍有一些限制:

  • 在 pgpool-II 3.0 或更低的以前的版本中,计算表中默认值的临时数据在一些情况下并不准确,例如,下面的表定义:

    被看成如下的表:

    pgpool-II 3.1 后更高版本能够正确的处理这些情况。这样"d1"将会把明天(CURRENT_DATE + 1)作为默认值。然而当扩展的协议(例如在JDBC, PHP PDO中使用的)或者 PREPARE 被使用时,这个改进并不适用。

    请注意如果列类型不是临时的,重写并不会被执行,这儿有个例子:

  • 假定我们有如下表:

    我们可以复制:

    因为这将变为:

    然而,

    不能够被转换,这样在当前的实现中不能被正确的复制,值将仍然会被插入,但是没有进行任何的转换。

如果你在使用 8.3 或更高的版本 PostgreSQL ,并且在 reset_query_list 中指定 DISCARD ALL,那么将在会话的末尾处删除 CREATE TEMP TABLE 创建的表。

对于8.2.x或更早的版本,退出会话时并不会删除 CREATE TEMP TABLE 创建的表。这是由于连接池的原因,从 PostgreSQL 后台的视角来看,要保持 session 处于活动状态。为避免这一点,你必须通过发出 DROP TABLE 命令显式的删除该临时表,或在事务块中使用 CREATE TEMP TABLE ... ON COMMIT DROP 语句。

Queries

下面是不能被 pgpool-II 处理的查询。

INSERT (for parallel mode)

你不能使用 DEFAULT 作为分区关键字列(partitioning key column)。例如如果表t中的列x是分区关键字列,

这将是无效的。而且该值也不能使用函数。

INSERT的分区值只能是常量值。SELECT INTOINSERT INTO ... SELECT 也不被支持。

UPDATE (for parallel mode)

如果分区关键字列值被更新,后台数据库的数据一致性可能会丢失。pgpool-II 并不重新分区更新的数据。

如果约束被违反时一个查询在后台数据库中引起的了一个错误,一个事务有可能不能够被回滚。

如果在 WHERE 从句中一个函数被调用,该查询可能不能够被正确的执行。例如:

SELECT ... FOR UPDATE (for parallel mode)

如果在 WHERE 从句中一个函数被调用,该查询可能不能够被正确的执行。例如:

COPY (for parallel mode)

COPY BINARY 不被支持。从文件中拷贝也不被支持。只有 COPY FROM STDINCOPY TO STDOUT 被支持。

ALTER/CREATE TABLE (for parallel mode)

为更新分区规则,pgpool-II 必须重启以从 System DB 读取它们。

Transaction (for parallel mode)

一个事务块里面执行的 SELECT 语句将被在一个单独的事务中执行,这有个示例:

Views / Rules (for parallel mode)

将会在所有的后台数据库中为 views 和 rules 创建同样的定义。

像上面的 JOIN 将在后台数据库中执行,然后由每个后台数据库返回的结果进行合并。跨节点的 Views 和 Rules 不能够被创建。然而若连接的表的数据都在同一个节点中,一个 VIEW 能够被创建。该VIEW需要在 pgpool_catalog.dist_def 中注册。一个 col_name 和 一个 dist_def_func 也必须进行注册,它们当在视图上执行插入操作时被使用。

Functions / Triggers (for parallel mode)

同样的函数定义将在所有的后台数据库中被创建。函数内不能执行跨节点连接(Join),不能访问其它节点的数据。

Extended Query Protocol (for parallel mode)

JDBC驱动等等所使用的扩展的查询协议不被支持。必须使用简单的查询协议。这意味着你不能使用prepared statement。

Natural Join (for parallel mode)

自然连接(Natural Join)不被支持。必须使用"ON join condition" 或 "USING (join_column)"。

USING CLAUSE (for parallel mode)

USING CLAUSE 通过查询重写过程被转换为 ON CLAUSE。这样,当在目标列表中含有"*"时,连接的列会出现两次。

这儿有个示例:

在query rewrite过程中"USING"被转换成"ON"。这样下面是生效的重写结果:

注意列"t"被重复。

多字节字符 (for all modes)

pgpool-II 不会在不同的多字节字符间进行转换。client, backend 以及 System DB 之间的编码必须相同。

Multi-statement Query (for all modes)

pgpool-II 不处理 multi-statement queries。

Deadlocks (for parallel mode)

跨越多个后台数据库的死锁不能够被检测。例如:

在上述情况下,单个的节点不能探测到死锁,这样pgpool-II将会无限期的等待响应。该现象可出现在任何获取行级别锁(row level lock)的query中。

而且,如果一个节点上出现了一个死锁,每个节点的事务状态将不再具有一致性。这样如果死锁被探测到 pgpool-II 将终止该进程。

Schemas (for parallel mode)

schema 中非 public 下的对象必须使用完整名字,如:

当路径设置如下时,pgpool-II 不能找到正确的 schema:

且 schema 名在 query 中被省略。

table name - column name(for parallel mode)

Limitation object:Parallel mode

一个表或列名不能是以 pool_ 起头。当重写查询时,这些名字被保留为内部处理。

System DB

分区规则 (Partitioning Rules)

仅可在一个分区规则中定义一个分区关键字列。如同'x or y'的条件式不被支持。

环境要求 (Environment Requirements)

libpq

在编译构建pgpool-II时libpq被链接。libpq版本必须是3.0。使用2.0版本的libpq编译pgpool-II将会失败。而且System DB 必须是 PostgreSQL 7.4 或更高版本。

查询缓存

当前,查询缓存必须被手动删除。 但这不影响 基于内存的查询缓存。基于内存的查询缓存会自动清除无效的缓存。

与pgpool的兼容性 (Compatibility with pgpool)

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参考

PCP 命令参考

PCP 命令列表

PCP 命令是UNIX命令,通过网络操作pgpool-II。

pcp_node_count获取节点数量
pcp_node_info获取节点信息
pcp_proc_count获取进程列表
pcp_proc_info获取进程信息
pcp_pool_status V3.1 -获取 pgpool.conf 中的参数
pcp_systemdb_info获取 System DB 信息
pcp_detach_node从 pgpool-II 脱离一个节点
pcp_attach_node给 pgpool-II 关联一个节点
pcp_promote_node V3.1 -给 pgpool-II 提升一个新的master节点
pcp_stop_pgpool停止 pgpool-II

常用的命令行参数

对于所有的PCP命令有5个常用的参数。它们给出了pgpool-II的信息和认证。对于有些命令必须需要多余的参数。

PCP的用户名和密码必须在$prefix/etc目录中的pcp.conf中声明。 启动pgpool-II时-F选项可被用来指定pcp.conf所处的别的位置。当传递给PCP命令时,并不需要以md5格式的密码。

PCP 命令

所有的PCP命令把结果显示在标准输出中。

pcp_node_count

显示pgpool.conf中定义的所有的节点总数。它并不区别节点状态,例如attached/detached。所有节点都被算进去。

pcp_node_info

显示给定节点 ID 的信息,这里是一个输出示例:

负载均衡权重以标准格式来显示。

--verbose 选项帮助理解输出. 例如:

指定一个无效的节点 ID 将会导致一个退出状态为 12 的错误,而且 BackendError 将被显示。

pcp_proc_count

显示 pgpool-II 子进程 ID 列表。如果有多于一个的进程,ID 间将用空格来隔开。

pcp_proc_info

显示给定 pgpool-II 孩子进程 ID 的信息。输出结果示例如下:

如果没有与后台的连接,不显示任何内容。如果有多个连接,将显示多行,每行显示一个连接的信息,时间戳显示格式是 EPOCH。

--verbose 可选项帮助理解输出. 示例如下:

指定一个无效的节点 ID 将会导致一个退出状态为 12 的错误,而且 BackendError 将被显示。

pcp_pool_status V3.1 -

显示 pgpool.conf 中的参数。以下是一个输出的示例:

pcp_systemdb_info

显示 System DB 信息。输出示例如下:

然后,定义的分区规则将被在后续行显示。如果有多个定义,将显示多行,每行显示一个定义。结果以如下顺序被显示:

如果 System DB 没有被定义(例如没有在 pgpool-II 模式,且 query cache 没有被启用),将会导致一个退出状态为12的错误,而且 BackendError 将被显示。

pcp_detach_node

把指定的节点从 pgpool-II 分离。如果设定-g,将等待所有的客户端断开(除非client_idle_limit_in_recovery为-1,或者 recovery_timeout 过期)。

pcp_attach_node

pcp_promote_node V3.1 -

pcp_stop_pgpool

使用指定的模式关闭 pgpool-II 进程。可用的模式如下:

如果 pgpool-II 进程不存在,将会导致一个退出状态为 8 的错误,而且 BackendError 将被显示。

* 当前,快速和立即模式没有区别。pgpool-II 终止所有的进程无论是否还有客户端连接到后端服务器。

退出状态 (Exit Status)

PCP 命令正确退出时状态为0.若由错误出现,将会具有如下的错误状态。

内部信息 (Inside information)

相比于1.x版本,pgpool-II 2.0.x 带来大量的修改。请注意下面的内容不适用1.x版本。

并行执行引擎 (Parallel execution engine)

并行执行引擎内置于pgpool-II。殷勤在每一个节点上执行相同的查询(Query),根据节点的响应,传送结果到前端。

查询重写 (Query Rewriting)

本节解释了 pgpool-II 并行模式下的查询重写。

在并行模式下,由客户端发出的查询会经历两个阶段的处理:

  • 查询分析 (Analysis of Query)
  • 查询重写 (Rewriting of Query)

下面解释了这两个阶段:

查询分析 (Analysis of Query)

概述

客户端提交的获取查询(retrieval Query)将会通过 SQL 分析器。然后将会使用存储在system DB中的信息对其进行分析。将会使用该信息更新该查询的每一部分的执行状态。该执行状态存储了哪个节点可以处理。例如,如果一个表的数据分布在多个节点上(正如 catalog 里的 pgpool_catalog.dist_def 中所声明的那样),就需要从所有的节点上获取数据。另外一方面,注册在 pgpool_catalog.replicate_def 中的表的数据若已复制,则可从任意一个节点获取。当数据需要从所有节点上处理时,状态是'P',当需要从一个节点上处理时,状态是'L','S'状态是一个特殊的情况:意味着从所有节点获取后还需要执行另外一个步骤。例如需要对注册在 pgpool_catalog.dist_def 中表的数据进行排序。

获取查询(retrieval Query)将被以如下顺序进行分析,且在此处理过程中会改变执行状态。查询最终将在哪儿处理取决于主选择的最终状态(main select)。

  1. 是否使用了UNION, EXTRACT, INTERSECT?
  2. FROM语句的执行状态是什么?
  3. 通过TARGETLIST改变执行状态
  4. 根据WHERE语句对执行状态的改变
  5. 根据GROUP BY语句对执行状态的改变
  6. 根据HAVING语句对执行状态的改变
  7. 根据ORDER BY语句对执行状态的改变
  8. 执行状态中LIMIT OFFSET断言的改变
  9. 获取SELECT的最终执行状态

SELECT最终执行状态(Execution status)和处理位置(Processed place)的关系如下:

Execution statusProcessed place
L查询可发送到任意一个节点上
P在所有节点上运行同样的查询,并返回数据到客户端,使用并行执行引擎
S使用system DB处理完之后,返回数据到客户端

上面提到的规则也适用于子查询(Sub-Query)。在下面简单的查询中,如果 p1-table 注册在 system DB 的 pgpool_catalog.dist_def 表中(p1-table 是分布式的),最终的子查询的执行状态变为P,这样子查询的父查询,执行状态也变为了P。

接下来,让我们解释一下执行状态是如何具体改变的。让我们从一个例子开始,来解释 FROM 的状态。

FROM 语句的执行状态

这是一个获取查询(SELECT)。数据集和它的状态(P,L 和 S)根据FROM 语句进行定义。表的执行状态如下:当 FROM 语句中只有一个表时,整个数据集的执行状态和该表的执行状态一致。当 FROM 语句中有两个或多个或者有子查询时,根据JOIN的方法以及执行状态来执行查询,如下表所示。

JOIN typeLEFT OUTER JOINRIGHT OUTER JOINFULL OUTER JOINOther
left/rightPLSPLSPLSPLS
PSPSSSSSSSSPS
LSLSPLSSLSPLS
SSSSSSSSSSSSS

在下面的示例中,P1-table是P状态,L1-table和L2-table是L状态。

P1-table (左) and L1-table (右)被连接,根据上表它们获得了P状态。根据P状态,它们与L状态的L2-table进行连接,连接之后现在也是P状态。

由于 TARGETLIST 和 WHERE 从句导致执行状态的改变

在一个基本的查询中,执行状态来自于 FROM 语句。然而,如果存在一个T ARGETLIST,WHERE 语句的执行状态能够以如下情况进行改变:

  1. 当有一个子查询
  2. 当有一个聚集函数或者标记为'P'的 TARGETLIST 含 DISTINCT
  3. 当使用的一个列不存在于 FROM 语句中一个表(数据集)中时

在这些情况下,如果初始状态是P 或 S,最终的子查询、TARGETLIST 和 WHERE 语句的执行状态是S。

在下面的例子中,当子查询使用的表的状态是P,那么最终的子查询的执行状态是P。这样 WHERE 从句获得了S状态,无论L1的状态是什么,该查询将被运行在 system DB 中。

当一个状态为'P'的 TARGETLIST 含有一个聚集函数时,为了在数据获取之后执行聚集函数,FROM语句的状态改为S。在特定的条件下将对聚集函数做一些优化。

若一个列不存在于一个表中时,也可以在一个查询中使用。例如在下面的子查询中:

该子查询从L1-table表中引用了L1-table.col1,含子查询的 WHERE 语句的执行状态为S。

由于 GROUP BY, HAVING, ORDER BY 和 LIMIT/OFFSET 导致执行状态的改变

执行状态是'P'的 WHERE 语句,若还存在GROUP BY, HAVING, ORDER BY 语句, 或 LIMIT/OFFSET 断言时,状态改为'S'。没有 GROUP BY 的查询从 WHERE 语句获取状态。类似的方法,若没有 HAVING 语句,将使用 GROUP BY 语句的执行状态。ORDER BY 语句和 LIMIT/OFFSET 断言具有类似的行为。

当使用 UNION, EXTRACT, 及 INTERSECT 时

UNION, EXTRACT, 及 INTERSECT 查询的状态依赖于最终左侧和右侧 SELECT 语句的状态。若左右侧的状态都是L,组合的状态是L。若二者都是P,且查询是 UNION ALL,那么组合的状态是P。其它情况最终结果都是S。

获取 SELECT 的最终执行状态

如果 SELECT 中所有语句都具有状态L,那么最终的执行状态是L。同样规则使用P。对于任何其它的组合最终状态是S。如果状态是L,若 loadbalance_mode 为 true 时负载被分布在不同的节点中,否则只被发送到 MASTER 节点上。对于状态P,将使用并行执行引擎进行并行处理。对于S,将会进入下面讲述的查询重写。

查询重写 (Query rewriting)

通过使用查询分析获取的执行状态来重写查询。下面是一个例子,P1-table具有P状态,L1-table具有L状态。

在该查询中,由于有一个 ORDER BY 语句,状态是S。FROM 语句, WHERE 语句, 和 TARGETLIST 都为P状态,查询被重写成:

此处dblink传送该查询到 pgpool-II。pool_parallel 函数负责发送该查询到并行执行引擎。

在该示例中 FROM 和 WHERE 语句以及 TARGETLIST 被以并行模式执行。这不是一个真正的重写查询,只是因为想提供一个示例。

这儿有另一个例子:

在该示例中,FROM 和 WHERE 语句以及 TARGETLIST 都具有状态L。因为子查询是P状态,查询本身也为S状态。这样重写为如下:

pool_loadbalance 是一个函数,负责分发查询到任一个节点。

为聚集函数的查询重写

对于分组查询(聚集函数和 GROUP BY),重写为了减少system DB上的负载将试图在每一个节点上执行第一次聚集。

首先,我们看看 pgpool-II 为重写都做了那些事情。

该查询的 FROM 语句具有P状态且 TARGETLIST 含有count(*),于是重写如下:

在如下的条件下查询就会重写为上面类似的形式。

  1. FROM 语句具有P状态。
  2. 聚集函数(仅 count, sum, min, max, 和 avg)以及 GROUP BY 中的列存在于 target list 中。
  3. WHERE 语句具有P状态。
  4. 仅仅使用聚集函数中定义的、HAVING 语句和 FROM 语句中的、以及 GROUP BY 中的列

并行模式一些说明

并行模式下查询分析时需要列名和类型。这样当子查询的 TARGETLIST 中含有一个表达式或函数时,就需要别名和类型(通过映射 through a cast)。 请注意如果没有为表达式或函数提供映射,默认将选择文本类型。对于count(),假定为bigint类型,对于sum()为numeric类型,对于min()/max(),如果参数是date类型,返回类型为date, 其它的假定为numeric类型。avg() 被处理为 sum()/count() (总和除以数量)。

关于并行模式的性能

下面是一个相对于执行状态的查询性能的粗略估计:

执行状态性能
L一个节点时除去pgpool-II的开销,没有性能损失,因为根本就没有并行查询
P并行处理是很快的,特别针对顺序扫描。由于扫描大表变成在几个节点上分布式存在的小表上进行并行扫描,故很容易获得加速比。
S当聚集函数可在并行方式被重写时,它们很快。

参考:https://www.pgpool.net/docs/pgpool-II-3.2.5/pgpool-zh_cn.html

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    小麦苗

    学习或考证,均可联系麦老师,请加微信db_bao或QQ646634621

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    2 条回复

    1. 2021年6月24日

      […] pgpool-II 3.2.5手册 […]

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