Docker 中 PostgreSql 主从热备，主从切换方案

环境说明

• Docker
  
• Windows 11
  
• PostgreSql 17
  

搭建步骤

0. 宿主机准备：

• 找个地方创建一个文件夹用来挂载容器中数据库Data文件夹，这里我用的是：
  C:\Users\Administrator\docker\Postgresql\replication
  

1. 主数据库准备：

• 执行docker run 命令，创建主数据库容器：pgsmaster
  

1. docker run --name pgsmaster -p 5400:5432 -e POSTGRES_PASSWORD=123456 -v C:\Users\Administrator\docker\Postgresql\replication\pgsmaster:/var/lib/postgresql/data -d postgres

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• 添加复制角色用户：
  

1. # 1.进入容器
2. docker exec -it pgsmaster bash
3. # 2.连接PostgreSQL
4. psql -U postgres
5. # 3.创建用户
6. // replicator: 复制账号; 123456: 认证密码
7. create role replicator login replication encrypted password '123456';
8. # 4.验证用户
9. \du
10. # 出现如下列表则用户创建成功
11. List of roles
12. Role name  | Attributes
13. -----------+-------------------------------------------
14. postgres   | Superuser, Create role, Create DB, Replication, Bypass RLS
15. replicator | Replication

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• 宿主机找到挂载文件夹：C:\Users\Administrator\docker\Postgresql\replication\pgsmaster 下的 postgresql.conf 文件，修改配置：
  1. 1. listen_addresses ='*'
  2. 2. wal_level = replica

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• 找到 pg_hba.conf 文件，最后一行添加配置：
  

1.         host    replication     replicator  172.17.0.0/16       md5

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• 重启容器：docker restart pgsmaster
  

到这里主数据库就准备好了~
2. 从数据库准备：

• 同样执行docker run 命令，创建一个从数据库容器：
  

1. docker run --name pgsslave -p 5401:5432 -e POSTGRES_PASSWORD=123456 -v C:\Users\Administrator\docker\Postgresql\replication\pgsslave:/var/lib/postgresql/data -d postgres

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• 进入容器，进行主库复制：
  

1.         # 1. 进入容器
2.         docker exec -it pgsslave bash
3.        
4.         # 2. 切换postgres用户
5.         su postgres
6.        
7.         # 3. 清空data文件夹
8.         rm -rf /var/lib/postgresql/data/*
9.        
10.         # 4. 执行复制, 需要输入密码即主数据库创建复制用户replicator的密码‘123456’
11.         pg_basebackup -h 172.17.0.6 -U replicator -R -P -v -C --slot=pgsslave -D /var/lib/postgresql/data

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[!NOTE] 命令说明：
-R 说明会创建standby.signal文件，以及补充postgresql.auto.conf的内容
-P 显示备份进度
-v 显示更加详细信息
-C 同时创建复制槽
-slot 指定复制槽的名字（一个备库一个名字）
-D 生成备库的路径

[!NOTE] 复制槽的好处：
主库的事务日志一直处于滚动消耗的状态，如果备库下线，随着主库频繁的数据变动，可能就会存在当备库重新上线后，已经找不到之前没有拉取的事务日志的情况（被主库回收掉了）。
但是有了复制槽，主库就会为复制槽保留它没有消费的日志，等待它上线后进行消费。当然代价是对磁盘的消耗，不过只要备库不是永久丢失，磁盘消耗对于大部分场景来说不是问题。
但是如果备库永久丢失了，要记得删除主库中对应的复制槽。删除复制槽的语句为 ：select pg_drop_replication_slot('pgsslave');

• 重启容器
  

1.         docker restart pgsslave

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• 确认是否成功, 主库执行下列查询即可
  

1.         select * from pg_replication_slots;\\查询主库中的插槽
2.         select * from pg_stat_replication;\\查询已建立连接的备份库

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主从切换

1. 从库切换成主库

使用以下语句将从库切换成主库

1. select pg_promote();

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此时，从库data中的standby.signal文件已删除；并修改pg_hba.conf 文件，ip改为原主库ip

1. host    replication     replicator  172.17.0.0/16       md5

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2. 删除原主库复制槽

1. select pg_drop_replication_slot('pgsslave2');

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3. 将原从库的data备份到原主库

这一步是全量备份，所以要注意如果库很大，会很费时间，虽然官方文档说不会影响其他客户端，但是肯定会消耗主库的cpu，内存，磁盘I/O以及带宽；

1. pg_basebackup -h 172.17.0.7 -U replicator -R -P -v -C --slot=pgsslave -D /var/lib/postgresql/data

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此时，主库就会变成从库，从库中也能查询到对应的备份连接
测试

1. 监控延迟

PostgreSQL 提供了一些系统视图和函数来检查复制延迟：

• pg_stat_replication：该视图显示主数据库的流复制状态，包括从数据库的复制延迟。可以使用以下查询来查看当前的延迟：
  

1.         SELECT
2.     application_name,
3.     client_addr,
4.     pg_wal_lsn_diff(pg_current_wal_lsn(), replay_lsn) AS replication_lag
5.     FROM pg_stat_replication;
6.    
7.     -- 其中，replication_lag 表示主数据库当前生成的 WAL 日志比从数据库已应用的日志多出多少个字节。则表示是延迟大小。

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2. 主库宕机

• 从库停止接受WAL日志，等待主库恢复。
  
• 从库查询服务不受影响，可以继续接受只读查询。
  
• 主库手动恢复后，从库会开始从主库接收 WAL 日志并恢复同步，恢复过程是自动的。
  

3. 从库宕机

• 从库停止接受WAL日志且无法提供查询服务。
  
• 主库读写正常，不受影响。
  
• 从库手动恢复后，从库自动消费积压的WAL日志并与主库同步。
  

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