阿里云ApsaraDB RDS for PostgreSQL 最佳实践 - 6 任意时间点恢复
背景
阿里云的RDS for PostgreSQL目前提供的备份为物理备份，备份粒度可以自己设置，最频繁的基础备份可以做到一天一次。
有了这个备份和归档日志，我们可以做到基于任意时间点（实际上是事务提交或回滚点的粒度）的恢复。
在RDS的控制台可以看到：
接下来我将演示一下如何实现以及如何设计一个好的恢复方案。
甚至我们在了解其中的原理后，如果阿里云将来提供基于时间点的恢复服务，我们应该如何更好的与之结合来使用。
要恢复到任意时间点，我们就必须告诉恢复进程一个点，这个点可以是时间，字符串，或者XID。
1. 时间很好理解，其实就是触及这个时间后的XLOG中的第一个事务结束位置作为停止点。
2. 字符串，这个是需要通过pg_create_restore_point函数来创建的一个还原点，需要超级用户调用这个函数。
3. XID也很好理解，就是恢复到指定事务的结束位置。
既然我们已经知道了数据库可以恢复到指定的这几个位置，我们怎么来结合呢？
例如我们在做一笔比较重要的操作前，可以创建一个还原点（但是需要超级用户），不适合阿里云RDS。
postgres=# select pg_create_restore_point('digoal');
pg_create_restore_point
-------------------------
1D6/FB17EC08
(1 row)
阿里云为了防止一些用户的误操作，只开放了普通用户给用户使用，所以有一些东西都无法操作，例如创建检查点，切换XLOG，创建还原点都无法操作。
postgres=> checkpoint;
ERROR: must be superuser to do CHECKPOINT
postgres=> select pg_switch_xlog();
ERROR: must be superuser to switch transaction log files
postgres=> select pg_create_restore_point('ab');
ERROR: must be superuser to create a restore point
时间其实是一个比较模糊的概念，所以也不建议使用，除非是我们没有其他信息，才使用时间。
XID是一个很不错的信息，我们在阿里云RDS里就用它了。
首先要创建一个记录还原点XID的表。记录XID，时间，以及描述信息。（来代替pg_create_restore_point 系统函数的功能）
postgres=> create table restore_point(id serial primary key, xid int8, crt_time timestamp default now(), point text);
CREATE TABLE
创建一个函数，代替pg_create_restore_point的功能，插入还原点。
postgres=> create or replace function create_restore_point(i_point text) returns void as $$
declare
begin
insert into restore_point(xid,point) values (txid_current(),i_point);
end;
$$ language plpgsql strict;
CREATE FUNCTION
插入一个还原点
postgres=> select create_restore_point('digoal');
create_restore_point
----------------------
(1 row)
查询这个表的信息：
postgres=> select * from restore_point;
id | xid | crt_time | point
----+--------+----------------------------+--------
1 | 561426 | 2015-06-19 09:18:57.525475 | digoal
(1 row)
postgres=> select * from restore_point where point='digoal';
id | xid | crt_time | point
----+--------+----------------------------+--------
1 | 561426 | 2015-06-19 09:18:57.525475 | digoal
(1 row)
接下来要模拟一下还原：
postgres=> create table test(id int,info text);
CREATE TABLE
postgres=> insert into test select generate_series(1,1000),md5(random()::text);
INSERT 0 1000
记录当前哈希值。用于恢复后的比对。
postgres=> select sum(hashtext(t.*::text)) from test t;
sum
--------------
-69739904784
(1 row)
接下来我要做一笔删除操作，在删除前，我先创建一条还原点信息。
postgres=> select create_restore_point('before delete test');
create_restore_point
----------------------
(1 row)
postgres=> delete from test;
DELETE 1000
postgres=> select * from restore_point where point='before delete test';
id | xid | crt_time | point
----+--------+----------------------------+--------------------
2 | 561574 | 2015-06-19 09:45:28.030295 | before delete test
(1 row)
我只需要恢复到561574 即可。接下来就是模拟恢复了。
但是这个文件可能还没有归档，而pg_switch_xlog()函数又不能用，我们只能主动产生一些XLOG，让RDS触发归档。
postgres=> select pg_xlogfile_name(pg_current_xlog_location());
pg_xlogfile_name
--------------------------
000000010000000200000041
(1 row)
postgres=> insert into test select generate_series(1,100000);
INSERT 0 100000
postgres=> insert into test select generate_series(1,100000);
INSERT 0 100000
postgres=> select pg_xlogfile_name(pg_current_xlog_location());
pg_xlogfile_name
--------------------------
000000010000000200000042
(1 row)
已经切换。接下来我们需要下载阿里云RDS的备份和归档到本地。
并且在本地需要安装一个postgresql, 并且与阿里云RDS的编译配置参数一致(例如数据块的大小)，最好使用的模块也一致，但是这里没有用到其他模块，所以无所谓。
通过pg_settings来看一下RDS的配置信息，版本信息，方便我们在本地进行恢复。
postgres=> select name,setting,unit from pg_settings where category='Preset Options';
name | setting | unit
-----------------------+---------+------
block_size | 8192 |
data_checksums | on |
integer_datetimes | on |
max_function_args | 100 |
max_identifier_length | 63 |
max_index_keys | 32 |
segment_size | 131072 | 8kB
server_version | 9.4.1 |
server_version_num | 90401 |
wal_block_size | 8192 |
wal_segment_size | 2048 | 8kB
(11 rows)
postgres=> select version();
version
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
PostgreSQL 9.4.1 on x86_64-unknown-linux-gnu, compiled by gcc (GCC) 4.4.6 20110731 (Red Hat 4.4.6-3), 64-bit
(1 row)
本地编译安装PostgreSQL 9.4.1，编译参数与RDS一致。阿里云RDS这几个参数都是默认的。
--with-blocksize=BLOCKSIZE
set table block size in kB [8]
--with-segsize=SEGSIZE set table segment size in GB [1]
--with-wal-blocksize=BLOCKSIZE
set WAL block size in kB [8]
--with-wal-segsize=SEGSIZE
set WAL segment size in MB [16]
# useradd digoal
# su - digoal
$ vi .bash_profile
# add by digoal
export PS1="$USER@`/bin/hostname -s`-> "
export PGPORT=1931
export PGDATA=/home/digoal/pg_root
export LANG=en_US.utf8
export PGHOME=/home/digoal/pgsql9.4.1
export LD_LIBRARY_PATH=$PGHOME/lib:/lib64:/usr/lib64:/usr/local/lib64:/lib:/usr/lib:/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
export DATE=`date +"%Y%m%d%H%M"`
export PATH=$PGHOME/bin:$PATH:.
export MANPATH=$PGHOME/share/man:$MANPATH
export PGHOST=$PGDATA
export PGDATABASE=postgres
alias rm='rm -i'
alias ll='ls -lh'
unalias vi
# wget https://ftp.postgresql.org/pub/source/v9.4.1/postgresql-9.4.1.tar.bz2
# tar -jxvf postgresql-9.4.1.tar.bz2
# cd postgresql-9.4.1
# ./configure --prefix=/home/digoal/pgsql9.4.1 --with-pgport=1931 --with-perl --with-python --with-tcl --with-openssl --with-pam --with-ldap --with-libxml --with-libxslt --enable-thread-safety --enable-debug
# gmake world && gmake install-world
下载备份和归档文件，解压：
基础备份选择需要恢复的时间点之前的一个备份，归档则选择在此之后的所有归档文件。
total 453M
-rw-r--r-- 1 root root 17M Jun 19 10:23 000000010000000200000040.tar.gz
-rw-r--r-- 1 root root 17M Jun 19 10:23 000000010000000200000041.tar.gz
-rw-r--r-- 1 root root 404M Jun 19 10:23 hins668881_xtra_20150618232331.tar.gz
# mkdir /home/digoal/pg_root
# mv hins668881_xtra_20150618232331.tar.gz /home/digoal/pg_root
# tar -zxvf hins668881_xtra_20150618232331.tar.gz
[root@db-172-16-3-150 ~]# tar -xvf 000000010000000200000040.tar.gz
000000010000000200000040
[root@db-172-16-3-150 ~]# tar -xvf 000000010000000200000041.tar.gz
000000010000000200000041
[root@db-172-16-3-150 ~]# mv 000000010000000200000040 /home/digoal/
[root@db-172-16-3-150 ~]# mv 000000010000000200000041 /home/digoal/
[root@db-172-16-3-150 ~]# chown -R digoal:digoal /home/digoal
[root@db-172-16-3-150 ~]# chmod -R 700 /home/digoal/pg_root
修改配置文件，注释掉阿里云RDS PG的一些定制参数。
$ vi postgresql.conf
port=1931
注释RDS自定义的GUC参数
#rds_enable_proxy=on
#rds_available_extensions='plpgsql,pg_stat_statements,btree_gin,btree_gist,chkpass,citext,cube,dblink,dict_int,earthdistance,hstore,intagg,intarray,isn,ltree,pgcrypto,pgrowlocks,pg_prewarm,pg_trgm,postgres_fdw,sslinfo,tablefunc,tsearch2,unaccent,postgis,postgis_topology,fuzzystrmatch,postgis_tiger_geocoder,plperl,pltcl,plv8,plls,plcoffee,"uuid-ossp"'
#rds_enable_admin_user_as_super=on
配置recovery.conf
打开hot_standby，恢复到目标点后暂停，如果确认已经到达，使用resume激活。
$ vi recovery.conf
standby_mode = 'on'
restore_command = 'cp /home/digoal/%f %p'
recovery_target_xid='561574' # 使用我们自建的恢复点的XID
recovery_target_inclusive=true
pause_at_recovery_target=true
启动数据库
$ pg_ctl start
检查是否恢复到指定XID
digoal@db-172-16-3-150-> psql -h 127.0.0.1 -p 1931
psql (9.4.1)
Type "help" for help.
postgres=> \dt
List of relations
Schema | Name | Type | Owner
--------+-----------------+-------+--------
public | ha_health_check | table | aurora
public | login_log | table | digoal
public | restore_point | table | digoal
public | session | table | digoal
public | tbl_small | table | digoal
public | test | table | digoal
public | userinfo | table | digoal
(7 rows)
检查，已经恢复到DELETE test表的数据之前了。
postgres=> select count(*) from test;
count
-------
1000
(1 row)
postgres=> select sum(hashtext(t.*::text)) from test t;
sum
--------------
-69739904784
(1 row)
接下来就交给你了，导出逻辑备份，还原，或者其他。。。。。。
其他
1. RDS增加了一些GUC控制参数，例如，
rds_enable_proxy=on
rds_available_extensions='plpgsql,pg_stat_statements,btree_gin,btree_gist,chkpass,citext,cube,dblink,dict_int,earthdistance,hstore,intagg,intarray,isn,ltree,pgcrypto,pgrowlocks,pg_prewarm,pg_trgm,postgres_fdw,sslinfo,tablefunc,tsearch2,unaccent,postgis,postgis_topology,fuzzystrmatch,postgis_tiger_geocoder,plperl,pltcl,plv8,plls,plcoffee,"uuid-ossp"'
rds_enable_admin_user_as_super=on
可以看到对云化做的一些修改：
digoal@db-172-16-3-150-> cat postgresql.conf
#
#Thu Jun 11 22:34:23 CST 2015
checkpoint_segments=64
autovacuum_vacuum_scale_factor=0.1
maintenance_work_mem=16MB
log_min_duration_statement=1000
archive_mode=on
log_lock_waits=on
max_prepared_transactions=800
log_rotation_size=10MB
timezone='PRC'
archive_command='cp %p /u02/rds427ugtq91telkvtwap/arch/%f'
track_functions=all
port=3011
max_replication_slots=10
max_connections=100
hot_standby=on
lc_numeric='zh_CN.UTF-8'
pg_stat_statements.max=1000
checkpoint_completion_target=0.9
lc_monetary='zh_CN.UTF-8'
log_line_prefix='\1\n\t%p\t%r\t%u\t%d\t%t\t%e\t\t\t\t\t\t'
datestyle='iso, ymd'
wal_keep_segments=80
superuser_reserved_connections=10
default_text_search_config='pg_catalog.simple'
max_wal_senders=5
track_io_timing=on
autovacuum_analyze_scale_factor=0.1
work_mem=4MB
wal_buffers=7864kB
pg_stat_statements.track=all
rds_enable_proxy=on
logging_collector=on
log_timezone='UTC'
log_directory='pg_log'
listen_addresses='*'
shared_preload_libraries='pg_stat_statements'
log_filename='postgresql-%Y-%m-%d_%H%M%S.log'
wal_level=hot_standby
hot_standby_feedback=off
log_truncate_on_rotation=on
log_rotation_age=0
lc_time='zh_CN.UTF-8'
lc_messages='C'
default_statistics_target=100
autovacuum_max_workers=5
rds_available_extensions='plpgsql,pg_stat_statements,btree_gin,btree_gist,chkpass,citext,cube,dblink,dict_int,earthdistance,hstore,intagg,intarray,isn,ltree,pgcrypto,pgrowlocks,pg_prewarm,pg_trgm,postgres_fdw,sslinfo,tablefunc,tsearch2,unaccent,postgis,postgis_topology,fuzzystrmatch,postgis_tiger_geocoder,plperl,pltcl,plv8,plls,plcoffee,"uuid-ossp"'
log_temp_files=100000
log_statement='all'
shared_buffers=256MB
effective_cache_size=768MB
autovacuum_vacuum_cost_delay=0
bgwriter_delay=20ms
rds_enable_admin_user_as_super=on
2. 从pg_hba.conf可以看出，阿里云的RDS 基于流复制的standby 节点有两个，本地一个，异地一个。
但是实际上只开了一个异地的流复制节点。（没有使用slot，原因可能是准备用于同步流复制的。）
digoal@db-172-16-3-150-> grep "^[a-z]" pg_hba.conf
local all all trust
host all all 127.0.0.1/32 trust
host all all ::1/128 trust
local replication pgrds427ugtq91telkvtwap trust
host all all 0.0.0.0/0 md5
host replication replicator 10.151.133.24/32 md5
实际开了1个流复制节点：
postgres=> select * from pg_stat_replication ;
pid | usesysid | usename | application_name | client_addr | client_hostname | client_port | backend_start | backend_xmin | sta
te | sent_location | write_location | flush_location | replay_location | sync_priority | sync_state
-------+----------+------------+------------------+-------------+-----------------+-------------+---------------+--------------+----
---+---------------+----------------+----------------+-----------------+---------------+------------
27049 | 16384 | replicator | standby1 | | | | | 561915 |
| | | | | |
(1 row)
postgres=> select * from pg_replication_slots ;
slot_name | plugin | slot_type | datoid | database | active | xmin | catalog_xmin | restart_lsn
-----------+--------+-----------+--------+----------+--------+------+--------------+-------------
(0 rows)
参考
1. http://www.postgresql.org/docs/9.4/static/recovery-config.html