PostgreSQL控制文件讲解及案例
作者：互联网
PostgreSQL控制文件内容：
主要分为是三部分，初始化静态信息、WAL及检查点的动态信息、一些配置信息。
我们可以用过pg_controldata命令直接读取PostgreSQL控制文件内容：
[postgres@postgresdb ~]$ /u01/postgres/pgsql/bin/pg_controldata -D /data/postgres/data pg_control version number: 1100 Catalog version number: 201809051 Database system identifier: 6709564017377676696 Database cluster state: in production pg_control last modified: Wed 17 Jul 2019 02:27:12 PM HKT Latest checkpoint location: 5A/F522A8E0 Latest checkpoint's REDO location: 5A/F522A8A8 Latest checkpoint's REDO WAL file: 000000010000005A000000F5 Latest checkpoint's TimeLineID: 1 Latest checkpoint's PrevTimeLineID: 1 Latest checkpoint's full_page_writes: on Latest checkpoint's NextXID: 0:57914 Latest checkpoint's NextOID: 73874 Latest checkpoint's NextMultiXactId: 1 Latest checkpoint's NextMultiOffset: 0 Latest checkpoint's oldestXID: 561 Latest checkpoint's oldestXID's DB: 1 Latest checkpoint's oldestActiveXID: 57914 Latest checkpoint's oldestMultiXid: 1 Latest checkpoint's oldestMulti's DB: 1 Latest checkpoint's oldestCommitTsXid:0 Latest checkpoint's newestCommitTsXid:0 Time of latest checkpoint: Wed 17 Jul 2019 02:27:07 PM HKT Fake LSN counter for unlogged rels: 0/1 Minimum recovery ending location: 0/0 Min recovery ending loc's timeline: 0 Backup start location: 0/0 Backup end location: 0/0 End-of-backup record required: no wal_level setting: replica wal_log_hints setting: off max_connections setting: 100 max_worker_processes setting: 8 max_prepared_xacts setting: 0 max_locks_per_xact setting: 64 track_commit_timestamp setting: off Maximum data alignment: 8 Database block size: 8192 Blocks per segment of large relation: 1310720 WAL block size: 8192 Bytes per WAL segment: 16777216 Maximum length of identifiers: 64 Maximum columns in an index: 32 Maximum size of a TOAST chunk: 1996 Size of a large-object chunk: 2048 Date/time type storage: 64-bit integers Float4 argument passing: by value Float8 argument passing: by value Data page checksum version: 0 Mock authentication nonce: ce6a83651b3b6ba8a8c8fcc8ee22ffb9c47d1aebaf3dae82462d23826c10f26f [postgres@postgresdb ~]$
下面详细介绍下各参数含义。
pg_control version number是控制文件版本号。
Catalog version number 是系统表版本号，格式是yyyymmddN。记录系统不兼容性的改变。N是yyymmdd当天改变的次数。具体可以查看源码文件catversion.h。
Database system identifier 数据库系统号 这个标识串是一个64bit的整数，其中包含了创建数据库的时间戳和initdb时初始化的进程号，具体初始化方法可查看源码文件xlog.c。
创建时间可以通过to_timestamp转换查看到。
postgres=# SELECT to_timestamp(((6709564017377676696>>32) & (2^32 -1)::bigint)); to_timestamp ------------------------ 2019-07-04 06:15:08+08
Database cluster state 记录实例的状态。源码文件中看到数据库的几种状态，源码pg_control.h中可以看到：
starting up：表示数据库正在启动状态。 shut down： 数据库实例（非Standby）正常关闭后控制文件中就是此状态。 shut down in recovery：Standby实例正常关闭后控制文件中就是此状态。 shutting down：正常停库时，先做checkpoint，开始做checkpoint时，会把状态设置为此状态，做完后把状态设置为shut down。 in crash recovery：数据库实例非异常停止后，重新启动后，会先进行实例的恢复，在实例恢复时的状态就是此状态。 in archive recovery：Standby实例正常启动后，就是此状态。 in production：数据库实例正常启动后就是此状态。Standby数据库正常启动后不是此状态 Latest checkpoint location数据库异常停止后再重新启动时，需要做实例恢复，实例恢复的过程是从WAL日志中，找到最后一次的checkpoint点，然后读取这个点之后的WAL日志，重新应用这些日志，此过程称为数据库实例前滚，最后一次的checkpoint点的信息记录在Latest checkpont项中。 Latest checkpoint's REDO location 记录数据库日志文件上检查点。 Latest checkpoint's REDO WAL file记录WAL日志名，目录下pg_wal可以查到文件。 Latest checkpoint's NextXID前面是新纪元值，冒号后面是下一个事务号，当前事务号最大值安全值可以在pg_xact目录下通过文件名计算出来。 Latest checkpoint's NextMultiXactId参数，可以通过pg_multixact/offsets文件名计算出来安全值。 Latest checkpoint's NextMultiOffset参数，当恢复控制文件时可以通过pg_multixact/members文件夹下计算出此参数的安全值。 Maximum length of identifiers是指一些数据库对象名称的最大长度，如表名、索引名的最大长度 Maximum columns in an index 表示一个索引最多多少列，目前为32个。 Maximum size of a TOAST chunk是TOAST chunk的最大长度。TOAST是解决当列的内容太长，在一个数据块中存不下时的一种行外存储的方式。类似Oracle的行链接。 Data page checksum version是数据块checksum的版本，默认为0，数据块没有使用checksum。运行initdb时加了-k参数，PG才会在数据块上启用checksum功能。 参数介绍到这里，控制文件各内容定义可以查看源文件pg_control.h。
PostgreSQL控制文件重建 pg9.6前使用 pg_resetxlog，pg10之后使用pg_resetwal清理wal日志或重置控制文件中一些控制信息。 命令详细介绍可以查看官方文档： https://www.postgresql.org/docs/11/app-pgresetwal.html [postgres@lsl-test1 ~]$ /u01/postgres/pgsql/bin/pg_resetwal -n -D /data/postgres/data pg_resetwal: lock file "postmaster.pid" exists Is a server running? If not, delete the lock file and try again. [postgres@lsl-test1 ~]$ /u01/postgres/pgsql/bin/pg_resetwal --help pg_resetwal resets the PostgreSQL write-ahead log. Usage: pg_resetwal [OPTION]... DATADIR Options: -c, --commit-timestamp-ids=XID,XID set oldest and newest transactions bearing commit timestamp (zero means no change) [-D, --pgdata=]DATADIR data directory -e, --epoch=XIDEPOCH set next transaction ID epoch -f, --force force update to be done -l, --next-wal-file=WALFILE set minimum starting location for new WAL -m, --multixact-ids=MXID,MXID set next and oldest multitransaction ID -n, --dry-run no update, just show what would be done -o, --next-oid=OID set next OID -O, --multixact-offset=OFFSET set next multitransaction offset -V, --version output version information, then exit -x, --next-transaction-id=XID set next transaction ID --wal-segsize=SIZE size of WAL segments, in megabytes -?, --help show this help, then exit
下面看下命令各个参数具体含义：
-c参数有两个参数值，一个最旧的事务号，一个最新的事务号。最旧的事务号的安全值，可以在pg_commit_ts目录查询最小的文件名；
最新事务ID的安全值，可以在pg_commit_ts目录查询最大的文件名。文件名都是16进制。实际测试在11的版本pg_commit_ts目录下未发现文件。
[postgres@lsl-test1 data]$ cd /data/postgres/data/pg_commit_ts/ [postgres@lsl-test1 pg_commit_ts]$ ls -l
-e参数是设置事务号的新纪元（epoch），除了pg_resetwal设置的字段之外，事务ID新纪元实际上并不存储在数据库的任何位置。您可能需要调整此值，
以确保Slony或者Skytools等复制系统能够正确工作。如果是这样的话,应该可以从下游复制数据库的状态获得适当的值。
-l 参数通过指定下一个WAL段文件的名称，手动设置WAL启动位置。该选项使用WAL文件名，而不是LSN。下一个段的名字应该大于当前存在pg_wal目录下的任何WAL段文件名。
[postgres@lsl-test1 pg_commit_ts]$ cd ../pg_wal/ [postgres@lsl-test1 pg_wal]$ ls -l total 933892 drwx------. 2 postgres postgres 4096 Jul 4 06:15 archive_status -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:49 000000010000005A000000FF -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:49 000000010000005B0000001D -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:49 000000010000005B00000026 -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:49 000000010000005B00000028 -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:50 000000010000005B00000025 -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:51 000000010000005B00000003 -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:52 000000010000005B00000004 -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:52 000000010000005B0000002C -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 10:55 000000010000005B0000002D -rw-------. 1 postgres postgres 16777216 Jul 17 14:27 000000010000005A000000F5
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