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本书以实践为导向，主要讲解在真实环境下如何使用PostgreSQL集群及repmgr、Patroni、BDR多主复制等PostgreSQL主流高可用技术，揭示PostgreSQL可靠性和高可用性的技术特点。同时介绍pg_probackup、pgBackReset、pg_rman、PgBouncer、Odyssey等备份和连接池工具的运用方法。本书秉承技术由实战中来、到实战中去的原则，以实战为主线，将PostgreSQL各种主流的高可用技术贯穿起来，并辅以原理进行讲解。本书适合从事数据库工作的技术管理者、架构师、数据库管理工程师和技术爱好者阅读。

第1章  高可用概述  / 1
1.1  什么是高可用  / 1
1.1.1  概述  / 1
1.1.2  相关指标  / 2
1.2  高可用设计概述  / 3
1.2.1  容灾冗余设计概述  / 3
1.2.2  高可用技术概览  / 5
第2章  代理和连接池  / 7
2.1  代理和连接池架构  / 7
2.2  通过HAProxy实现代理  / 8
2.2.1  HAProxy概念  / 8
2.2.2  安装HAProxy  / 9
2.2.3  启动HAProxy  / 12
2.3  PgBouncer  / 12
2.3.1  安装PgBouncer  / 13
2.3.2  PgBouncer基本配置  / 14
2.3.3  使用PgBouncer  / 16
2.3.4  监控PgBouncer  / 19
2.3.5  在线配置PgBouncer  / 21
2.3.6  增强PgBouncer用户访问  / 21
2.4  Odyssey  / 24
2.4.1  Odyssey的作用  / 24
2.4.2  安装Odyssey  / 25
2.4.3  配置Odyssey  / 25
2.4.4  启动Odyssey  / 26
2.5  虚拟IP地址高可用  / 26
2.5.1  Keepalived实现原理  / 26
2.5.2  安装Keepalived  / 27
2.5.3  HAProxy与PgBouncer
部署  / 28
第3章  PostgreSQL流复制  / 33
3.1  流复制概念  / 33
3.2  PostgreSQL流复制历程  / 33
3.3  流复制基础——WAL  / 35
3.3.1  WAL概念  / 35
3.3.2  WAL日志文件  / 35
3.3.3  WAL日志详情举例  / 37
3.4  物理流复制  / 39
3.4.1  物理流复制的原理  / 40
3.4.2  流复制同步级别控制  / 40
3.4.3  物理流复制的特点  / 41
3.4.4  物理流复制的搭建  / 43
3.4.5  物理流复制监控视图  / 50
3.4.6  主从切换  / 52
3.5  逻辑复制  / 58
3.5.1  逻辑复制的原理  / 58
3.5.2  逻辑复制的特点  / 59
3.5.3  逻辑复制的关键步骤  / 60
3.5.4  逻辑复制的角色  / 62
3.5.5  搭建逻辑复制  / 63
3.5.6  逻辑复制监控视图  / 68
第4章  备份恢复管理  / 72
4.1  备份恢复管理概述  / 72
4.2  原生备份恢复工具  / 72
4.2.1  逻辑备份和恢复  / 72
4.2.2  物理备份和恢复  / 78
4.2.3  增量备份和恢复  / 87
4.3  第三方备份恢复工具之
pg_probackup  / 96
4.3.1  pg_probackup概述  / 96
4.3.2  pg_probackup的安装和
配置  / 98
4.3.3  使用pg_probackup 备份
数据库  / 99
4.3.4  使用pg_probackup 恢复
数据库  / 102
4.4  第三方备份恢复工具之
pgBackRest  / 107
4.4.1  pgBackRest概述  / 107
4.4.2  安装和部署  / 108
4.4.3  使用和管理  / 109
4.5  第三方备份恢复工具之
pg_rman  / 117
4.5.1  pg_rman概述  / 117
4.5.2  安装和部署  / 118
4.5.3  使用和管理  / 118
第5章  使用repmgr实现高
可用性  / 124
5.1  repmgr介绍  / 124
5.1.1  全栈架构  / 124
5.1.2  repmgr兼容矩阵  / 127
5.1.3  概念介绍  / 127
5.1.4  推荐架构  / 128
5.2  安装和部署  / 130
5.2.1  环境准备  / 130
5.2.2  yum源安装  / 132
5.2.3  源代码安装  / 133
5.3  集群配置  / 134
5.3.1  配置主库  / 134
5.3.2  配置克隆从库  / 138
5.3.3  见证服务  / 140
5.4  服务管理  / 142
5.4.1  手动故障切换  / 142
5.4.2  自动故障转移  / 146
5.4.3  IP自动漂移  / 149
5.4.4  管理命令说明  / 152
5.5  在线维护和升级  / 153
5.5.1  升级说明  / 153
5.5.2  升级主要版本  / 154
5.5.3  升级次要版本  / 157
第6章  使用Patroni实现高
可用性  / 158
6.1  Patroni概述  / 158
6.1.1  Patroni架构及功能  / 158
6.1.2  Patroni REST API  / 160
6.1.3  Watchdog支持  / 165
6.1.4  Patroni的安全性  / 166
6.1.5  在Kubernetes下使用
Patroni  / 167
6.2  相关组件介绍  / 167
6.2.1  Patroni与HAProxy  / 167
6.2.2  Patroni与etcd  / 168
6.3  安装和配置  / 169
6.3.1  软件版本  / 169
6.3.2  环境信息  / 169
6.3.3  安装和配置etcd  / 169
6.3.4  安装和配置
PostgreSQL  / 171
6.3.5  安装和配置Patroni  / 174
6.3.6  集群间的级联复制  / 178
6.3.7  安装和配置HAProxy  / 179
6.4  在线维护和升级  / 181
6.4.1  将独立版本转换为
Patroni集群  / 181
6.4.2  PostgreSQL版本升级  / 181
6.5  日常操作  / 182
6.5.1  修改PostgreSQL参数  / 183
6.5.2  查看Patroni节点状态  / 183
6.6  多主机URL客户端访问
配置  / 184
第7章  多主复制高可用  / 186
7.1  多主节点介绍  / 186
7.2  确定多主节点是否适合
当前需求  / 188
7.3  安装BDR  / 190
7.3.1  单BDR节点  / 192
7.3.2  创建一个额外的
BDR节点  / 193
7.3.3  在每个节点上测试
DDL复制  / 196
7.4  安全使用序列  / 199
7.4.1  使用序列  / 199
7.4.2  分配全局序列  / 201
7.5  为多主节点方法配置
HAProxy  / 202
7.6  执行托管节点切换  / 205
7.7  提高故障切换速度  / 207
7.8  在线执行重大版本升级  / 209

推荐序一
随着产业数字化、数字产业化的不断深入和推进，作为数据存储与处理核心组件的数据库当前正处于快速变革期。面对新技术、新企业和新产品的不断涌现，从业者需要密切关注各方动态，才能保证成为行业排头兵。
PostgreSQL作为开源数据库中的佼佼者，应用范围和深度正在不断扩大，围绕PostgreSQL的生态正在快速完善。
盘古云课堂作为一家专注于PostgreSQL技术的培训机构，致力于国内开源数据库的人才培养，目前已经培养了百名优秀的PostgreSQL认证工程师。在专注于人才培养的同时，盘古云课堂依然秉承“传道、授业、解惑”的原则，有效利用和整合自身平台丰富的人才资源，为PostgreSQL生态发展贡献了丰富的专业知识和实践经验。
最近得知，盘古云课堂的第一本书《PostgreSQL高可用实战》即将完稿出版，深知本书编写的艰辛与不易，整个创作过程需要作者具备强大的恒心和毅力，付出很多的辛勤与汗水，非常敬佩这样的创作团队。
初读本书内容，赞叹于作者团队敏锐的视角，尤其针对目前PostgreSQL高可用解决方案，本书给出了清晰、细致的理论讲解与实践指导。读者阅读本书后，可以更加清晰地理解和掌握高可用的相关知识点，学以致用。
盘古云课堂作为数据库产业中的重要力量，一直大力支持和协助我们工作，在此也深表感谢。
中国信通院大数据与区块链部高级业务主管
马鹏玮

推荐序二
PostgreSQL是世界上领先的开源数据库，起源于20世纪70年代美国加利福尼亚大学伯克利分校，创始人是荣获图灵奖的Michael Stonebraker。PostgreSQL遵循BSD开源协议，开发者可以无偿获得源代码，并能根据自己的需要定制修改，自主选择是否开放修改后的程序代码。PostgreSQL全球开发小组所倡导的自由、民主、泛众的开源精神，凝聚了世界各地的内核开发人才，促进了PostgreSQL功能的稳定迭代。截至目前，PostgreSQL已迭代到13版本，而且得到了国内外众多企业用户的认可和使用，其中不乏有对稳定性、功能性要求非常高的金融银行系统。
目前，亚马逊、微软、华为和阿里巴巴等世界500强的大型企业都在使用PostgreSQL技术；企业用户涵盖金融、能源、零售、互联网等各个行业。PostgreSQL是大型企业和互联网“去Oracle”的优选方案，能够帮助企业有效地管理数据和降低成本；也是大数据、云计算领域架构中关系数据库存储管理的最佳选择。同时，在国内也有包括阿里巴巴、腾讯、华为和瀚高在内的许多企业基于PostgreSQL研发云产品及自主可控数据库产品。
工信部中国开源软件推进联盟PostgreSQL分会是工信部下属、国内唯一官方认可的PostgreSQL行业协会组织，承担在国内发展和推广PostgreSQL技术的职能。基于PostgreSQL在中国发展的良好态势，中国PostgreSQL分会联合权威认证机构、知名培训机构共同打造了中国PostgreSQL培训认证（简称“中国PG培训认证”）体系。中国PG培训认证体系旨在为PostgreSQL生态企业发展提供专业技术人才；为有志于从事相关工作的人员提供高效的培训指导、权威的等级认证。中国PG培训认证是目前国内唯一的PostgreSQL技术等级认证，填补了国内PostgreSQL技术领域相关空白，这对PostgreSQL培训乃至技术的发展、推广都会起到巨大的支持和推动作用。
盘古云课堂是中国PostgreSQL分会的主要合作培训机构之一，其拥有多位在PostgreSQL应用领域具有丰富经验的讲师和专业的在线教育平台。由专业讲师力量基于中国PG分会认证体系课程组织编写的PostgreSQL学习系列教材，为大家更有效地学习、提升PostgreSQL数据库技能提供了更为丰富、全面的学习资源，将为培育更多数据库领域人才提供更大的帮助。
本系列教材与中国PG培训认证体系的初、中、高级技能认证保持一致，是中国PG培训认证体系的有效补充内容，便于大家更系统、自主地学习开源PostgreSQL技术，适合从事数据库相关工作的在职工程师和准备从事数据库领域工作的人员阅读。与数据库相关的工作岗位有很多，如数据库管理工程师（DBA）、数据库应用开发工程师、数据库内核开发工程师、数据分析师、数据架构师等，就业前景广阔。专业的培训认证能帮助从业者更有效地提升技能，胜任岗位。
本书主要围绕数据库的一个经典主题——高可用——组织内容，能够指导大家为企业部署稳健的PostgreSQL高可用架构，从而保证业务的连续性。一本书的价值如何，主要在于帮读者解答了多少困惑，如果你心存困惑，不妨读一读、练一练。相信盘古云课堂经验丰富的讲师们定会将他们的实战经验汇聚于书，为大家学习和部署PostgreSQL高可用架构铺平道路。
PostgreSQL的核心价值是能够帮助企业用低成本管理数据资产。最后，希望在大家的共同参与下，功能强大的开源PostgreSQL数据库越来越好用，被越来越多的企业使用。

中国开源软件推进联盟PostgreSQL分会

推荐序三
2020年，全球数据库市场规模约为665亿美元，并且每年保持15%以上的增速。在排名前十的数据库中，PostgreSQL是唯一的纯社区、非商业开源数据库，并且最近4年的增速排名第一。其中的原因是什么?    
第一，数据库行业依旧是朝阳产业，市场空间足够大。随着通信、互联网、物联网的发展，数据需要存储、计算、互联互通，数据库是受益最大的产品之一。      
第二，PostgreSQL拥有大师级别的顶层设计。社区产品顶层设计：谁有需求（目标客户）→目标客户如何回馈PostgreSQL社区（代码）；商业产品顶层设计：目标客户→目标客户如何回馈商业公司（付费）。       
1．对于最终用户
?	公司不以售卖PostgreSQL产品为核心，主业务与PostgreSQL不相关，只是使用PostgreSQL。
?	大客户买商业数据库比自己培养PostgreSQL代码贡献者成本高，而且被商业数据库绑定很危险。
?	以小博大，四两拨千斤。如果全球有很多PostgreSQL大客户都为PostgreSQL贡献代码，那么PostgreSQL的发展会远远比商业数据库快。
?	自己说了算，给PostgreSQL社区贡献代码，当然站在自己的角度，需要什么特性就贡献什么特性。
?	自己掌握核心科技。
?	通过PostgreSQL代码的架构更能证明这一点，PostgreSQL代码的架构非常开放，可读性非常好，扩展能力极强。因为最终用户希望更多的企业参与贡献，所以代码可读性、可扩展性和灵活性是首要的。
2．对于云数据库服务商和数据库厂商      
?	没有DBA，没有具备内核研发能力的数据库使用者。
?	PostgreSQL的开源协议允许任何厂商包装PostgreSQL代码并拿出去售卖，无论是否将包装后的代码开源，都没有法律风险。
?	为什么选择你？品牌影响力足够大，比自建更省心。
?	怎么体现影响力？有能力处理PostgreSQL内核，有客户背书，贡献度高。
3．对于技术支持服务商      
?	目标客户是传统客户。
?	这种客户怎么选择服务商呢? 商业数据库有官方授权服务商，但是PostgreSQL这种纯社区的开源数据库没有官方授权。
?	商业数据库技术支持的影响力，可以通过为PostgreSQL贡献代码来证明。
4．对于高校      
?	目的是培养数据库人才，首选经久不衰的社区、中立型开源数据库，PostgreSQL是很好的选择。
?	教学成果如何展示？学生能力如何体现？贡献代码。
PostgreSQL社区形成了良好的生态闭环，全球化开源研发协作已历经23年，管理组织、规章制度非常完善。
进入数字化、信息化时代，数据是重要的生产资料，数据的存储和计算都与数据库有关。在城市化、数字化和信息化时代，数据库属于产业链上游的能力，同时也是国家竞争力的体现。然而，目前国内数据库在市场占有率、核心技术和人才等方面都还有很大的提升空间。
2020年中央经济工作会议指出了几项重点任务。一是强化国家战略科技力量。要充分发挥国家作为重大科技创新组织者的作用，坚持战略性需求导向，确定科技创新方向和重点，着力解决制约国家发展和安全的重大难题。二是增强产业链供应链自主可控能力。产业链供应链安全稳定是构建新发展格局的基础。要统筹推进补齐短板和锻造长板，针对产业薄弱环节，实施好关键核心技术攻关工程，尽快解决一批“卡脖子”问题，在产业优势领域精耕细作，做出更多独门绝技。数据库作为产业链上游的基础功能，加大投入势在必行。 
PostgreSQL不受任何企业或国家的控制，开源协议友好，可以自由使用、分发、修改源码。同时，基于PostgreSQL研发自有分支，拥有选择开源或闭源的权利，这使得PostgreSQL成为最佳的商业数据库基座之一。全球有众多基于PostgreSQL的商业数据库或开源数据库，包括大数据分析、时序数据库、图数据库、关系数据库、兼容Oracle型等商业或开源数据库产品。    
在企业中使用PostgreSQL就是“藏富于民”的做法，只有将数据库人才散落在企业中，这个行业才会生生不息，借助PostgreSQL的人才储备，推动基于PostgreSQL的商业分支的发展，形成增长飞轮。
感谢盘古云课堂策划的《PostgreSQL 高可用实战》一书，感谢作者们的辛勤付出。本书的出版大大降低了PostgreSQL 用户的管理门槛，推动了PostgreSQL技术的普及，期待上市大卖！ 

PostgreSQL中文社区常委
周正中（德哥）

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