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你需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，防止其出現(xiàn)損壞嗎？

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pg_checksums 介紹

PostgreSQL 11 引入了一個(gè) pg_checksums 工具。PostgreSQL 12 為其新增了多項(xiàng)功能。

現(xiàn)在，我們可以對(duì)離線實(shí)例啟用和禁用校驗(yàn)和了。

對(duì)于離線實(shí)例，現(xiàn)在 pg_checksums 可以支持更多運(yùn)行模式：

• ? --enable 用于啟用實(shí)例中的校驗(yàn)和，更新所有數(shù)據(jù)塊使其具備正確的校驗(yàn)和，并在最后更新控制文件。
• ? --disable 用于禁用實(shí)例中的校驗(yàn)和，僅更新控制文件。
• ? --check 是一個(gè)額外選項(xiàng)，能夠驗(yàn)證實(shí)例的校驗(yàn)和，若未指定模式則默認(rèn)使用該選項(xiàng)。

當(dāng)運(yùn)行--enable或--disable時(shí)，數(shù)據(jù)文件夾會(huì)進(jìn)行刷寫(xiě)以保證持久性，隨后會(huì)更新控制文件并刷新，以確保在工具被中斷、終止或主機(jī)斷電時(shí)，操作仍能保持一致性。如果未在選項(xiàng)中指定模式，則會(huì)使用 --check，以與舊版本的 pg_checksums 保持兼容。

其工作原理如下。該工具現(xiàn)在總共有三種模式：

• ? --check 是默認(rèn)模式（若未指定任何模式），也是該工具原本就具備的功能。此模式會(huì)掃描所有關(guān)系文件塊，并報(bào)告任何不匹配的情況。
• ? --enable 用于啟用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和。它會(huì)重寫(xiě)所有關(guān)系的數(shù)據(jù)塊，并在操作最后更新控制文件。請(qǐng)注意，根據(jù)不同的實(shí)例大小，這可能要花費(fèi)一定時(shí)間，而且該工具不支持并行模式。
• ? --disable 僅通過(guò)更新控制文件來(lái)禁用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和。

使用示例

對(duì)于一個(gè)已禁用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和的實(shí)例，可以按以下方式啟用校驗(yàn)和。首先，需要切換的實(shí)例必須被干凈地關(guān)閉：

$ pg_controldata -D /my/data/folder/ | grep state
Database cluster state:               shut down

然后，運(yùn)行以下命令即可啟用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和，所做的更改會(huì)反映到控制文件中：

$ pg_checksums --enable -D /my/data/folder/
Checksum operation completed
Files scanned:  1144
Blocks scanned: 3487
pg_checksums: syncing data directory
pg_checksums: updating control file
Checksums enabled in cluster

$ pg_controldata -D /my/data/folder/ | grep checksum
Data page checksum version:           1

重復(fù)相同的操作會(huì)導(dǎo)致失敗，在已禁用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和的情況下再次禁用，也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況：

$ pg_checksums --enable -D /my/data/folder/
pg_checksums: error: data checksums are already enabled in cluster

然后，可以按以下方式禁用校驗(yàn)和：

$ pg_checksums --disable -D /my/data/folder/
pg_checksums: syncing data directory
pg_checksums: updating control file
Checksums disabled in cluster

$ pg_checksums --disable -D /my/data/folder/
pg_checksums: error: data checksums are already disabled in cluster

$ pg_controldata | grep checksum
Data page checksum version:           0

最后，需要注意的是，該工具能夠妥善處理操作過(guò)程中的失敗或中斷情況。例如，如果在啟用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和的過(guò)程中主機(jī)斷電，由于控制文件的更新是最后一步，數(shù)據(jù)文件夾將保持校驗(yàn)和禁用的狀態(tài)。因此，可以從頭重試該操作。

此外，pg_checksums 還添加了一個(gè)選項(xiàng)-P/--progress，可以輸出任何正在運(yùn)行的操作的進(jìn)度。這樣，可以每秒鐘顯示--check和--enable操作的處理進(jìn)度信息（--disable 僅更新控制文件，速度很快）。這需要預(yù)先掃描數(shù)據(jù)文件夾，以便計(jì)算所有可校驗(yàn)項(xiàng)的總大小，然后將其與已處理的量進(jìn)行比較。

與 pg_rewind 和 pg_basebackup 類似，進(jìn)度報(bào)告中顯示的信息，包括當(dāng)前已處理的數(shù)據(jù)量和待處理的總數(shù)據(jù)量。

請(qǐng)注意，進(jìn)度選項(xiàng)僅適用于--check和--enable。進(jìn)度報(bào)告每秒鐘更新一次，如下所示：

$ pg_checksums --enable --progress
27/27 MB (100%) computed

這需要額外掃描數(shù)據(jù)文件夾，以便預(yù)先了解所有可校驗(yàn)項(xiàng)的總大小，這會(huì)額外消耗一些資源，但當(dāng)在大型實(shí)例上執(zhí)行操作需要很長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，進(jìn)度報(bào)告非常有用。

升級(jí)啟用校驗(yàn)和

在備份驗(yàn)證方面，pg_checksums 已經(jīng)是一個(gè)相當(dāng)強(qiáng)大的工具，但在升級(jí) PostgreSQL 老版本實(shí)例后，啟用校驗(yàn)和時(shí)仍然會(huì)存在障礙。在 PostgreSQL 中，可以通過(guò)邏輯復(fù)制將數(shù)據(jù)復(fù)制到一個(gè)使用 initdb 初始化且已啟用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和的新實(shí)例，但初始數(shù)據(jù)復(fù)制可能需要很長(zhǎng)時(shí)間和大量資源。請(qǐng)注意，如果實(shí)例依賴于對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)塊進(jìn)行物理復(fù)制的備份工具（如 pg_rewind），可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：實(shí)例已啟用校驗(yàn)和，但某些頁(yè)面可能已損壞，因?yàn)檫@些頁(yè)面來(lái)自未啟用校驗(yàn)和的實(shí)例。因此，在一組 PostgreSQL 節(jié)點(diǎn)中切換校驗(yàn)和時(shí)，應(yīng)注意在所有節(jié)點(diǎn)上同時(shí)一致地啟用校驗(yàn)和。

現(xiàn)在，由于數(shù)據(jù)校驗(yàn)和僅在后臺(tái)將頁(yè)面刷新到磁盤或共享緩沖區(qū)被換出時(shí)才會(huì)計(jì)算，并且即使進(jìn)行全頁(yè)寫(xiě)入，WAL 日志也不需要計(jì)算校驗(yàn)和，因此依靠物理復(fù)制（WAL 流）可以更輕松地以最小的停機(jī)時(shí)間啟用校驗(yàn)和。例如，假設(shè)有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和一個(gè)備用節(jié)點(diǎn)），且沒(méi)有在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)塊進(jìn)行物理復(fù)制，可以按以下步驟來(lái)操作：

假設(shè)主節(jié)點(diǎn)和備用節(jié)點(diǎn)都已禁用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和，然后我們來(lái)啟用數(shù)據(jù)校驗(yàn)和。

1. 1. 正常地停止備用節(jié)點(diǎn)，并使用 --enable 啟用校驗(yàn)和。
2. 2. 啟動(dòng)備用節(jié)點(diǎn)，使其與主節(jié)點(diǎn)同步。
3. 3. 正常地停止主節(jié)點(diǎn)。
4. 4. 將備用節(jié)點(diǎn)提升為主節(jié)點(diǎn)，并進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移。
5. 5. 在之前的主節(jié)點(diǎn)上啟用校驗(yàn)和。
6. 6. 將其重新連接到已提升的備用節(jié)點(diǎn)（現(xiàn)在是主節(jié)點(diǎn)），此時(shí)兩個(gè)實(shí)例都已完成啟用校驗(yàn)和。

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