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更新时间：2024-11-01 GMT+08:00
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逻辑解码概述

GaussDB对数据复制能力的支持情况如下：

  • 支持通过数据迁移工具定期向异构数据库（如Oracle等）进行数据同步，不具备实时数据复制能力。不足以支撑与异构数据库间并网运行实时数据同步的诉求。
  • 备集群不支持异形部署，即不支持CN、DN数量和实例部署形态与原集群不一致。备集群恢复期间不支持读写操作，且复制时延相对较高。

基于上述两点，GaussDB提供了逻辑解码功能，通过反解xLog的方式生成逻辑日志。目标数据库解析逻辑日志以实时进行数据复制。具体如图1所示。逻辑复制降低了对目标数据库的形态限制，支持异构数据库、同构异形数据库对数据的同步，支持目标库进行数据同步期间的数据可读写，数据同步时延低。

图1 逻辑复制

逻辑复制由两部分组成：逻辑解码和数据复制。逻辑解码会输出以事务为单位组织的逻辑日志。业务或数据库中间件将会对逻辑日志进行解析并最终实现数据复制。GaussDB当前只提供逻辑解码功能，因此本章节只涉及逻辑解码的说明。

功能描述

逻辑解码为逻辑复制提供事务解码的基础能力，GaussDB使用SQL函数接口进行逻辑解码。此方法调用方便，不需使用工具，对接外部工具接口也比较清晰，不需要额外适配。

由于逻辑日志是以事务为单位的，在事务提交后才能输出，且逻辑解码是由用户驱动的；因此为了防止事务开始时的xLog被系统回收，或所需的事务信息被VACUUM回收，GaussDB新增了逻辑复制槽，用于阻塞xLog的回收。

一个逻辑复制槽表示一个更改流，这些更改可以在其它集群上以它们在原集群上产生的顺序重新执行。每个逻辑复制槽都由其对应逻辑日志的获取者维护。

前提条件

  • 逻辑日志目前从DN中抽取，如果进行逻辑复制，应使用SSL连接，需要保证相应DN上的GUC参数ssl设置为on。

    为避免安全风险，请保证启用SSL连接。

  • 设置GUC参数wal_level=logical。
  • 设置GUC参数max_replication_slots>=每个DN所需的物理流复制槽数、备份槽数、逻辑复制槽数之和。

    关于逻辑复制槽数，请按如下规则考虑。

    • 一个逻辑复制槽只能解码一个Database的修改，如果需要解码多个Database，则需要创建多个逻辑复制槽。
    • 如果需要多路逻辑复制同步给多个目标数据库，在源端数据库需要创建多个逻辑复制槽，每个逻辑复制槽对应一条逻辑复制链路。
  • 用户需要通过DN端口连接数据库，才可以直接使用SQL函数接口进行逻辑解码操作。如果使用CN端口连接数据库，则需要通过EXECUTE DIRECT ON (datanode_name) 'statement'语句来执行SQL函数。
  • 仅限初始用户和拥有REPLICATION权限的用户进行操作。三权分立关闭时数据库管理员可进行逻辑复制操作，三权分立开启时不允许数据库管理员进行逻辑复制操作。
  • 并行解码需要配置充足的内存资源，内存占用主要分为如下四部分：
    • TOAST元组拼接哈希表：并发事务数量 * 元组平均大小，当前版本不受落盘逻辑管控，处理TOAST元组时可能占用大量内存。
    • 队列内存：队列长度 * 解码并行度 * 元组平均大小 * 2 (有读取日志队列和解码结果队列两种)，通过队列长度、解码并行度控制。
    • 并行解码日志发送重排：并发事务数量 * 事务修改元组数量 * 元组平均大小，可通过解码配置选项max-txn-in-memory及max-reorderbuffer-in-memory管控上限。
    • 事务元信息内存：并发事务数量 * 每个事务元信息大小（约300字节）。

注意事项

  • 逻辑解码不支持DDL。
  • 在执行特定的DDL语句（如普通表truncate或分区表exchange）时，可能造成解码数据丢失。
  • 不支持数据页复制的DML解码。
  • 不支持解码分布式事务，当前机制为从DN解码，无法保证分布式事务一致性解码。
  • 当执行DDL语句（如alter table）后，该DDL语句前尚未解码的物理日志可能会丢失。
  • 使用逻辑解码功能时，禁止进行集群在线扩容。
  • 单条元组大小不超过1GB，考虑解码结果可能大于插入数据，因此建议单条元组大小不超过500MB。
  • GaussDB支持解码的数据类型为：INTEGER、BIGINT、SMALLILNT、TINYINT、SERIAL、SMALLSERIAL、BIGSERIAL、FLOAT、DOUBLE PRECISION、DATE、TIME[WITHOUT TIME ZONE]、TIMESTAMP[WITHOUT TIME ZONE]、CHAR(n)、VARCHAR(n)、TEXT。
  • 如果需要ssl连接需要保证前置条件guc参数ssl设置为on。
  • 逻辑复制槽名称必须小于64个字符，仅支持小写字母、数字以及_?-.字符，且不支持“.”或“..”单独作为复制槽名称。
  • 当逻辑复制槽所在数据库被删除后，这些复制槽变为不可用状态，需要用户手动删除。
  • 不支持interval partition表复制。
  • 对多库的解码需要分别在库内创建流复制槽并开始解码，每个库的解码都需要单独扫一遍日志。
  • 不支持强切，强切后需要重新全量导出数据。
  • 在事务中执行DDL语句后，该DDL语句与之后的语句不会被解码。
  • 如需进行备机解码，需在对应主机上设置GUC参数enable_slot_log = on。
  • 备机解码时，switchover和failover时可能出现解码数据变多，需用户手动过滤。Quorum协议下，switchover和failover选择升主的备机，需要与当前主机日志同步。
  • 不允许主备，多个备机同时使用同一个复制槽解码，否则会产生数据不一致。
  • 只支持主机创建删除复制槽。
  • 数据库故障重启或逻辑复制进程重启后，解码数据可能存在重复，用户需自己过滤。
  • 计算机内核故障后，解码可能存在乱码，需手动或自动过滤。
  • 当前备机逻辑解码，不支持开启极致RTO。
  • 请确保在创建逻辑复制槽过程中长事务未启动，启动长事务会阻塞逻辑复制槽的创建。
  • 为解析某个astore表的UPDATE和DELETE语句，需为此表配置REPLICA IDENITY属性，在此表无主键时需要配置为FULL，配置方式参照▪REPLICA IDENTITY { DEFA...字段。
  • 禁止在使用逻辑复制槽时在其他节点对该复制槽进行操作，删除复制槽的操作需在该复制槽停止解码后执行。
  • 基于目标库可能需要源库的系统状态信息考虑，逻辑解码仅自动过滤模式'pg_catalog'和'pg_toast'下OID小于16384的系统表的逻辑日志。若目标库不需要复制其他相关系统表的内容，逻辑日志回放过程中需要对相关系统表进行过滤。
  • 在开启逻辑复制的场景下，如需创建包含系统列的主键索引，必须将该表的REPLICA IDENTITY属性设置为FULL或是使用USING INDEX指定不包含系统列的、唯一的、非局部的、不可延迟的、仅包括标记为NOT NULL的列的索引。
  • 在逻辑复制槽使用完毕后，需及时删除，否则会阻塞xLog日志回收。
  • 若一个事务的子事务过多导致落盘文件过多，退出解码时需执行SQL函数pg_terminate_backend(逻辑解码的walsender线程id)来手动停止解码，而且退出时延增加约为1分钟/30万个子事务。因此在开启逻辑解码时，若一个事务的子事务数量达到5万时，会打印一条WARNING日志。
  • 当同一事务产生大量需要落盘的子事务时，同时打开的文件句柄可能会超限，需将GUC参数max_files_per_process配置成大于子事务数量上限的两倍。

SQL函数解码性能

在Benchmarksql-5.0的100warehouse场景下，采用pg_logical_slot_get_changes时：
  • 单次解码数据量4K行（对应约5MB～10MB日志），解码性能0.3MB/s～0.5 MB/s。
  • 单次解码数据量32K行（对应约40MB～80MB日志），解码性能3MB/s～5MB/s。
  • 单次解码数据量256K行（对应约320MB～640MB日志），解码性能3MB/s～5MB/s。
  • 单次解码数据量再增大，解码性能无明显提升。

如果采用pg_logical_slot_peek_changes + pg_replication_slot_advance方式，解码性能相比采用pg_logical_slot_get_changes时要下降30%～50%。

父主题： 逻辑解码

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