《PostgreSQL指南--内幕探索》第十章 基础备份与时间点恢复

在线数据库备份大致可分为逻辑备份和物理备份两类，它们各自都有优点和缺点。逻辑备份有一个缺点，即执行需要花费大量的时间。特别是对于大型数据库而言，需要花费很长时间进行备份，而从备份数据中恢复数据库可能需要更长的时间。相反，物理备份可以在相对较短的时间内备份和恢复大型数据库，因此在实际系统中，其是一个非常重要且实用的功能。

在PostgreSQL中，自8.0版本开始提供了在线的全量物理备份，整个数据库集簇（即物理备份数据）的运行时快照被称为基础备份。

PostgreSQL还在8.0版中引入了时间点恢复（Point-In-Time Recovery，PITR）。这一功能可以将数据库恢复至任意时间点，这通过使用一个基础备份和由持续归档生成的归档日志来实现。例如，即使你犯了一个严重的错误（如TRUNCATE所有的表），此功能还可以将数据库恢复至错误发生之前的时刻。
本章描述了以下内容：

• 基础备份
• 时间点恢复（PITR）的工作原理
• 时间线与时间线历史文件
• 时间点恢复与时间线历史文件

基础备份

使用底层命令进行基础备份的标准过程上图所示，具体步骤如下：

• 发出pg_start_backup命令。
• 使用你想用的归档命令获取数据库集簇的快照。
• 发出pg_stop_backup命令。

这个简单的过程对于DBA来说很容易操作，因为它不需要特殊工具，只需要常用工具（如复制命令或类似的归档工具）来创建基本备份。此外，在此过程中，不需要获取表上的锁，所有用户都可以在不受备份操作影响的情况下发起查询。相对于其他开源的关系型数据库，这是一个巨大的优势。

更简单的方式是使用pg_basebackup命令来做基础备份，不过在其内部也是使用这些底层命令来工作的。

这些命令对显然是理解PITR的关键点之一，我们将在后续章节中探讨它们。

pg_start_backup

pg_start_backup开始为制作基础备份进行准备工作。恢复过程从重做点开始，因此pg_start_backup必须执行检查点，以便在制作基础备份的开始时刻显式创建一个重做点。此外，这次检查点的位置必须保存在非pg_control的其他文件中，因为在备份期间可能会执行多次常规检查点。

pg_start_backup执行下列4个操作：

• 强制进入整页写入模式。
• 切换到当前的WAL段文件（8.4或更高版本）。
• 执行检查点。
• 创建backup_label文件 —— 该文件创建于基本目录顶层中，包含有关该基本备份本身的关键信息，如检查点的检查点位置。

第3个和第4个操作是该命令的核心。第1和第2个操作是为了更可靠地恢复数据库集簇。

备份标签backup_label文件包含以下7个项目：

• 检查点位置 —— 该命令所创建检查点的LSN位置。
• WAL开始位置——这不是给PITR用的，而是为第11章描述的流复制准备的。它被命名为START WAL LOCATION，因为复制模式下的备用服务器在初始启动时只读取一次该值。
• 备份方法——这是用于进行此基本备份的方法，如pg_start_backup或pg_basebackup。
• 备份来源 —— 说明此备份是从主库还是备库拉取。
• 开始时间 —— 这是执行pg_start_backup时的时间戳。
• 备份标签 —— 这是pg_start_backup中指定的标签。
• 开始时间线 —— 这是备份开始的时间线，为了进行正常的检查，在版本11.0中被引入。

备份标签

一个9.6版本中备份标签的实际例子如下所示：

postgres> cat /usr/local/pgsql/data/backup_label 
START WAL LOCATION: 0