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PostgreSQL 逻辑复制异常引发Pg_wal目录膨胀一例
2020-09-08 14:08:56

作者简介

谭峰

网名francs,PostgreSQL中文社区委员,《PostgreSQL实战》作者之一,《PostgreSQL 9 Administration Cookbook》译者之一,致力于PostgreSQL技术分享,博客 https://postgres.fun,三墩IT人。


故障现象

前几天一位社区朋友咨询一个PostgreSQL的WAL文件膨胀案例,有个生产库最近几天pg_wal目录的WAL文件爆涨到了7万多个,把硬盘空间撑满,造成数据库故障。
 
为了快速恢复,这位朋友删除了pg_wal目录下10天前的WAL文件,将硬盘空间使用率降下来,使得数据库恢复,但pg_wal目录下的WAL文件依然涨得很快。
 
数据库环境信息如下:
数据库版本: PostgreSQL 11.2数据库大小: 大于1TB操作系统: CentOS 7.4硬件环境: HPE DL560 gen10 + 全闪存(3par 8440)其它信息: 单实例,配置了逻辑复制


排查过程

首先,pg_wal目录下的wal文件为在线WAL日志,不能删除,删除后数据库大概率会故障,这位朋友删除了pg_wal目录10天前的WAL文件,数据库居然还活着,我表示非常吃惊。
 
既然数据库还活着,已提醒他做好数据库备份,以防万一。
 
关于WAL文件膨胀,我们的排查步骤如下:
1、首先排查数据库pg_log日志文件,没有发现有价值的信息。
2、查看数据库活动会话,排查是否有长事务和慢查询,没有发现长事务和慢查询。
3、查看数据库主机性能,CPU、内存使用率正常,数据库负载正常。
4、查看数据库归档情况,发现数据库归档正常,归档相关参数如下:
archive_mode = on # enables archiving; off, on, or always# (change requires restart)archive_command = 'cp --backup %p /log/archive_log/%f' # command to use to archive a logfile segment
5、查看WAL相关参数设置,如下:
wal_keep_segments = 0 # in logfile segments; 0 disablescheckpoint_timeout = 5min # range 30s-1d
发现 wal_keep_segments 没有设置,并且checkpoint_timeout设置过小。于是建议将wal_keep_segments调整为2048checkpoint_timeout调整为30分钟。
 
这两个参数设置后只需执行 pg_ctl reload生效,不需要重启数据库,操作前做好数据库备份。
 
当晚重设了这两个参数并执行checkpoint操作,pg_wal目录下的wal文件依然没有下降,还在上涨。
 
6、由于部署了逻辑复制,查看复制槽情况,查询 pg_replication_slot 视图,如下:
发现有两个逻辑复制槽的active状态为f,并且active_pid为空,这位朋友怀疑与这两个复制槽有关,开始时我不确认是这个问题(事实证明我这个是很大的误判)。
 
当天晚上,朋友申请了维护窗口,删除了这两个复制槽,大概半小时后,发现pg_wal目录下的文件数降下来了,从原来的7万多下降到了3052个,果然是由这两个复制槽引起!
 
困扰了我俩几天的问题终于解决了,很是高兴,在这个故障的处理上我出现了很大的误判,逻辑复制的生产运维经验还需积累。
 
接下来计划在测试环境模拟这个故障现象,加深理解。


模拟WAL目录膨胀

为了演示方便,在笔记本上的两台虚机上演示,数据库版本为 PostgreSQL 13 Beta1,生产库版本为 PostgreSQL 11.2,尽管版本不同,但并不影响这个模拟测试。
 
思路如下:
1、部署一套逻辑复制环境,同时把源库的wal_keep_segments参数设置得足够低。
2、将目标库的订阅DISABLE
3、对源库上的逻辑复制表进行压力测试,观察源库上pg_wal目录下的WAL文件是否会膨胀。
 
 

环境规划

环境规划,如下:


环境准备

源库创建测试表并插入测试数据,如下:
mydb=> CREATE TABLE user1 (userid int4, username character varying(32),regtime timestamp without time zone);CREATE TABLE
mydb=> INSERT INTO user1 (userid,username,regtime) SELECT n, 'user' || n, now() FROM generate_series(1,10000000) n;INSERT 10000000
mydb=> ALTER TABLE user1 ADD PRIMARY KEY(userid);ALTER TABLE
源库设置wal_keep_segments参数值为4,如下:
mydb=> show wal_keep_segments ; wal_keep_segments------------------- 4(1 row)
查看pg_wal目录下的WAL文件数量,如下:
[pg13@ydtf01 pg_wal]$ ls $PGDATA/pg_wal | wc -l57
目标库上创建表结构,如下:
mydb=> CREATE TABLE user1 (userid int4, username character varying(32),regtime timestamp without time zone);CREATE TABLE
mydb=> ALTER TABLE user1 ADD PRIMARY KEY(userid);ALTER TABLE
源库上创建发布,如下:
mydb=> CREATE PUBLICATION pub_user1 FOR TABLE user1 ;CREATE PUBLICATION
目标库上创建订阅,如下:
CREATE SUBSCRIPTION sub_user1 CONNECTION 'host=192.168.2.11 port=1922 dbname=mydb user=repuser' PUBLICATION pub_user1;
注意配置好源库的pg_hba.conf和.pgpass文件,否则创建订阅会报相关的连接不上错误,发现user1表数据已同步到目标库。


源库压力测试

对源库进行压力测试,并将目标库的sub_user1订阅DISABLE掉,看看是否能模拟源库WAL膨胀。
 
源库查询逻辑复制槽 sub_user1 的初始状态,如下:
postgres=# select *from pg_replication_slots WHERE slot_name='sub_user1';-[ RECORD 1 ]-------+-----------slot_name | sub_user1plugin | pgoutputslot_type | logicaldatoid | 16386database | mydbtemporary | factive | tactive_pid | 84420xmin |catalog_xmin | 549020restart_lsn | 1/17E06270confirmed_flush_lsn | 1/17E062A8wal_status | normalmin_safe_lsn |
注意 active=t, active_pid=84420。
 
目标库上将 sub_user1 订阅DISABLE,如下:
mydb=# ALTER SUBSCRIPTION sub_user1 DISABLE;ALTER SUBSCRIPTION
再次在源库上查询 pg_replication_slots 视图,验证下:
postgres=# select *from pg_replication_slots WHERE slot_name='sub_user1';-[ RECORD 1 ]-------+-----------slot_name           | sub_user1plugin              | pgoutputslot_type           | logicaldatoid              | 16386database            | mydbtemporary           | factive              | factive_pid          |xmin                |catalog_xmin        | 549020restart_lsn         | 1/17E06270confirmed_flush_lsn | 1/17E062A8wal_status          | normalmin_safe_lsn        |
此时active=f,active_pid为空。
 
在源库上编写 tran1.sql 脚本,如下:
\set v_id random(1,10000000)
UPDATE user1 SET username='updated'||:v_id WHERE userid=:v_id
执行pgbench压力测试前,查看pg_wal目录下的WAL文件数量,如下:
[pg13@ydtf01 pg_wal]$ ls $PGDATA/pg_wal | wc -l57
在源库上进行 pgbench 压力测试,如下:
pgbench -n -Mprepared -c 4 -j 2 -T 120 -U pguser mydb -f tran1.sql > tran1.out 2>&1 &
源库监控 pg_wal目录WAL文件情况,如下:
[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l57[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l57[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l69[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l69[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l73[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l80[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l81[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l86[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l88[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l91[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l91[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l95[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l96[pg13@ydtf01 ~]$ ls $PGDATA/pg_wal| wc -l
pgbench执行过程中WAL文件一直在增长,pgbench停止后WAL文件不再增长,可以预见当目标库的订阅DISABLE掉后,若不干预,主库上的WAL文件将会一直增长下去。
 
以上成功模拟了故障现象。


应对措施

1 、生产库上如果启用了逻辑复制或复制槽,需监控源库的复制槽运行状态,可监控源库的 `pg_replication_slots`视图,若出现active=f的复制槽需人工介入。
2监控生产库上 pg_wal目录的WAL文件增长情况,若短时间内增长较快,需人工介入,进行原因分析。
3监控生产库上的长事务和慢查询,通过查询`pg_stat_activity`视图获取。
4最重要的一条: 任何时候不要删除$PGDATA/pg_wal目录下的WAL日志文件。
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创建时间:2019-04-19 17:47:49
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