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PostgreSQL 13 升级与补丁操作指南
1. 准备 pglogical 扩展
在进行 PostgreSQL 不同版本间的逻辑复制前，需要在新旧集群上设置相关参数并创建 pglogical 扩展。
- 旧集群（PostgreSQL 9.6） ：
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -c "ALTER SYSTEM SET wal_level TO 'logical'"
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -c "ALTER SYSTEM SET shared_preload_libraries TO pglogical"
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -d percona -c "CREATE EXTENSION pglogical"
- 新集群（PostgreSQL 13） ：
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -c "ALTER SYSTEM SET wal_level TO 'logical'"
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -c "ALTER SYSTEM SET shared_preload_libraries TO pglogical"
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -c "CREATE DATABASE percona"
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -d percona -c "CREATE EXTENSION pglogical"
2. 使用 pglogical 扩展升级到 PostgreSQL 13
由于流复制不支持不同主版本的 PostgreSQL 之间的复制，因此可以使用逻辑复制来实现不同版本间的迁移，减少停机时间。
2.1 准备工作
确保在新旧版本的 PostgreSQL 服务器上都安装了 pglogical 扩展。可以使用 pglogical 复制旧集群的现有数据，也可以并行使用 pg_dump 和 pg_restore 来更快地配置复制。
2.2 操作步骤
- 创建提供者节点 ：在旧集群上使用
pglogical.create_node函数创建提供者节点。
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -d percona -c "SELECT pglogical.create_node(node_name := 'providernode', dsn := 'host=localhost port=5432 dbname=percona user=postgres password=secret')"
- 复制数据库架构 ：从旧集群复制数据库的架构（DDL）到新集群。
$ /usr/pgsql-13/bin/pg_dump -h <old_cluster_ip> -p 5432 -d percona -Fc -s -U postgres | /usr/pgsql-13/bin/pg_restore -d percona -h <new_cluster_ip> -p 5432 -U postgres
- 添加表到复制集 ：在旧集群上添加需要复制的表到复制集。
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -d percona -c "SELECT pglogical.replication_set_add_all_tables('default',ARRAY['public','scott','tiger'])"
- 验证提供者节点和复制集 ：验证提供者节点的创建和添加到复制集的表列表。
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -d percona -c "select * from pglogical.node"
$ /usr/pgsql-9.6/bin/psql -d percona -c "select * from pglogical.replication_set_table"
- 创建订阅者节点 ：在新集群上使用
pglogical.create_node函数创建订阅者节点。
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -d percona -c "SELECT pglogical.create_node(node_name := 'subscriber1',dsn := 'host=localhost port=5432 dbname=percona user=postgres password=secret')"
- 启用复制和数据复制 ：在新集群上创建订阅以启用复制并复制现有数据。
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -d percona -c "SELECT pglogical.create_subscription(subscription_name := 'subscription1',provider_dsn := 'host=old_cluster_IP port=5432 dbname=percona user=postgres password=secret',synchronize_structure:= true)"
3. 使用逻辑复制和逻辑解码升级到 PostgreSQL 13
从 PostgreSQL 10 开始，PostgreSQL 内置了逻辑复制功能，可以使用此功能在 PostgreSQL 10 及更高版本之间进行复制，无需依赖 pglogical 扩展。
3.1 准备工作
旧集群应使用 PostgreSQL 10 或 11。对于没有主键的表，需要设置副本标识。
ALTER TABLE sales REPLICA IDENTITY USING INDEX unique_index_name;
ALTER TABLE sales REPLICA IDENTITY FULL;
3.2 操作步骤
- 设置 wal_level ：在新旧集群上都将
wal_level设置为logical，并重启数据库集群。- 旧集群（PostgreSQL 10 或更高版本） ：
$ psql -c "ALTER SYSTEM SET wal_level TO 'logical'"
$ pg_ctl -D /var/lib/pgsql/10/data restart -mf
- **新集群（PostgreSQL 13）**：
$ psql -c "ALTER SYSTEM SET wal_level TO 'logical'"
$ pg_ctl -D /var/lib/pgsql/13/data restart -mf
- 创建发布 ：在旧集群上创建要复制的表的发布。
$ /usr/pgsql-10/bin/psql -d percona -c "CREATE PUBLICATION percpub FOR ALL TABLES"
- 复制数据库架构 ：从旧集群复制数据库的架构（DDL）到新集群，与前面步骤相同。
- 创建订阅 ：在新集群上创建订阅以启用逻辑复制。
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -d percona -c "CREATE SUBSCRIPTION percsub CONNECTION 'host=publisher_server_ip dbname=percona user=postgres password=secret port=5432' PUBLICATION percpub"
- 监控复制延迟 ：在发布节点上监控复制延迟。
$ /usr/pgsql-13/bin/psql
\x
select * from pg_stat_replication;
4. 更新 PostgreSQL 13 的小版本
PostgreSQL 社区每 3 个月发布一次小版本更新，以下是更新 PostgreSQL 13 小版本的步骤。
4.1 准备工作
需要有一个正在运行的 PostgreSQL 13 集群的数据库服务器，并配置好 yum 或 apt 仓库。
4.2 操作步骤
- 关闭 PostgreSQL 集群 ：
$ /usr/pgsql-13/bin/pg_ctl -D /var/lib/pgsql/13/data stop -mf
- 查看已安装的 Postgres 包 ：
$ rpm -qa | grep postgres
- 安装最新小版本 ：
- CentOS/Red Hat ：
$ sudo yum install postgresql13-server postgresql13-contrib
- **Ubuntu/Debian**：
$ sudo apt-get update postgresql13-server postgresql13-contrib
- 启动 PostgreSQL 集群 ：
$ /usr/pgsql-13/bin/pg_ctl -D /var/lib/pgsql/13/data stop -mf
- 验证小版本更新 ：
$ /usr/pgsql-13/bin/psql -c "select version()"
操作流程总结
以下是使用 pglogical 扩展升级到 PostgreSQL 13 的操作流程 mermaid 图：
graph LR
A[准备 pglogical 扩展] --> B[创建提供者节点]
B --> C[复制数据库架构]
C --> D[添加表到复制集]
D --> E[验证提供者节点和复制集]
E --> F[创建订阅者节点]
F --> G[启用复制和数据复制]
通过以上步骤，可以实现 PostgreSQL 不同版本的升级和小版本的更新，同时减少停机时间，确保数据的顺利迁移和复制。在实际操作中，需要根据具体情况调整参数和命令，以满足需求。
PostgreSQL 13 升级与补丁操作指南
5. 不同升级方法对比
为了更清晰地了解各种升级方法的特点，我们将使用 pglogical 扩展升级、使用逻辑复制和逻辑解码升级以及小版本更新这三种方法进行对比，具体信息如下表所示：
| 升级方法 | 适用版本 | 依赖扩展 | 操作复杂度 | 停机时间 | 数据迁移方式 |
| — | — | — | — | — | — |
| 使用 pglogical 扩展升级 | 可用于不同主版本（如 9.6 到 13） | pglogical | 较高，涉及多个节点和复制集操作 | 可控制，并行操作可减少停机时间 | 可使用 pglogical 或并行 pg_dump 和 pg_restore |
| 使用逻辑复制和逻辑解码升级 | PostgreSQL 10 及以上版本 | 无（内置逻辑复制） | 适中，需要设置发布和订阅 | 可控制，并行操作可减少停机时间 | 可选择复制现有数据或仅复制变更 |
| 小版本更新 | 同一主版本内（如 13.1 到 13.2） | 无 | 低，主要是包的安装和集群重启 | 短，仅需关闭和启动集群 | 无数据迁移，仅更新软件版本 |
6. 常见问题及解决方法
在进行 PostgreSQL 13 升级和补丁操作过程中，可能会遇到一些常见问题，以下是部分问题及解决方法：
- 表无主键无法添加到复制集 ：
- 问题描述 ：在使用 pglogical 扩展升级时，执行 pglogical.replication_set_add_all_tables 命令，部分表因无主键无法添加到复制集。
- 解决方法 ：为这些表添加主键，或者在使用逻辑复制和逻辑解码升级时，对于无主键的表设置副本标识，例如：
ALTER TABLE sales REPLICA IDENTITY USING INDEX unique_index_name;
ALTER TABLE sales REPLICA IDENTITY FULL;
- 复制延迟过高 ：
- 问题描述 ：在监控复制延迟时，发现
pg_stat_replication显示的延迟时间过长。 - 解决方法 ：检查网络连接是否稳定，确认旧集群和新集群的性能是否满足要求，也可以考虑优化数据库配置参数，如调整
wal_sender_timeout等。
- 问题描述 ：在监控复制延迟时，发现
- 小版本更新后应用连接失败 ：
- 问题描述 ：完成 PostgreSQL 13 小版本更新后，应用程序无法连接到数据库。
- 解决方法 ：检查数据库集群是否正常启动，确认应用程序的连接配置（如主机、端口、用户名、密码等）是否正确，还可以查看数据库日志文件，排查是否有错误信息。
7. 升级后的验证与监控
升级完成后，需要对数据库进行验证和监控，确保升级成功且数据库正常运行。以下是一些验证和监控的步骤：
1. 验证数据完整性 ：
- 可以通过查询数据库中的关键表，检查数据是否完整且准确。
- 对比新旧集群中相同表的数据行数和内容，确保数据一致。
2. 监控性能指标 ：
- 使用 pg_stat_activity 视图监控数据库的活动会话，查看是否有长时间运行的查询或阻塞情况。
- 监控数据库的 CPU、内存和磁盘 I/O 使用情况，确保性能稳定。
3. 检查复制状态 ：
- 对于使用逻辑复制的情况，定期查看 pg_stat_replication 视图，确保复制正常进行，延迟在可接受范围内。
整体操作流程图
以下是包含所有升级和更新操作的 mermaid 流程图：
graph LR
A[开始] --> B{选择升级类型}
B -->|使用 `pglogical` 扩展升级| C[准备 pglogical 扩展]
B -->|使用逻辑复制和逻辑解码升级| D[设置 wal_level 和副本标识]
B -->|小版本更新| E[关闭 PostgreSQL 集群]
C --> F[创建提供者节点]
F --> G[复制数据库架构]
G --> H[添加表到复制集]
H --> I[验证提供者节点和复制集]
I --> J[创建订阅者节点]
J --> K[启用复制和数据复制]
D --> L[创建发布]
L --> G
E --> M[查看已安装的 Postgres 包]
M --> N[安装最新小版本]
N --> O[启动 PostgreSQL 集群]
O --> P[验证小版本更新]
K --> Q[验证与监控]
G --> Q
P --> Q
Q --> R[结束]
通过以上详细的操作指南、对比分析、问题解决方法以及升级后的验证和监控步骤，希望能帮助你顺利完成 PostgreSQL 13 的升级和补丁操作。在实际操作中，务必做好数据备份，遵循操作步骤，确保数据库的安全和稳定。
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