資料庫平滑switchover的要素 - 會話資源漂移

postgresql , 中間件 , 連接配接池 , 平滑切換 , 會話設定 , 會話狀态 , 綁定變量語句 , prepared statement

資料庫遷移、切換是很普遍的一個話題，但是大多數的方案，對使用者來說都是有感覺的，是以使用者的體驗并不好。

例如使用者使用了綁定變量語句，主備角色切換後綁定變量語句沒有了，會導緻調用報錯。

我們需要維護主庫的硬體，那麼可以在中間件層面，将主備資料庫的角色進行平滑調換，維護好硬體，再平滑的調換回來。

資料庫主備切換時，如何做到會話級無感覺？首先我們要了解會話中都有哪些内容，哪些内容是需要随角色切換一起遷移的。進而做到使用者無感覺。

（本文ha指中間件層級的ha，并非app直連資料庫，vip切換的那種ha。）

簡單的switchover過程舉例：

等待所有會話的事務結束，會話都處于idle狀态，當機會話，不允許送出任何sql，然後進行角色切換，并将每個會話的資源狀态平移。

會話中有些什麼狀态？通過discard這條sql就可以了解。

<a href="https://www.postgresql.org/docs/10/static/sql-discard.html">https://www.postgresql.org/docs/10/static/sql-discard.html</a>

discard all相當于執行如下

會話資源中目前可能包含如下（每個pg版本可能有些許差異）：

sessoin角色、參數設定、綁定變量語句、遊标、異步消息監聽、ad鎖、序列、臨時表等。

下面介紹一下每種資源的查詢方法，以及在新的主庫上進行資源複原的方法。

超級使用者可以将會話使用者設定為其他使用者，普通使用者無權切換使用者。

目前使用者為postgres，設定session authorization為test

當pg_stat_activity.usename不等于session authorization時，需要通過如下方法複原它。

postgresql的一些參數是允許使用者在會話、事務中進行設定的。如下context in ('user','superuser')時，使用者可以在會話或事務中設定。

設定例子

使用綁定變量可以減少資料庫的parser, plan開銷，提高高并發的查詢性能，同時避免sql注入。

不同的驅動，有不同的使用方法。

<a href="https://www.postgresql.org/docs/10/static/libpq-exec.html#libpq-exec-main">https://www.postgresql.org/docs/10/static/libpq-exec.html#libpq-exec-main</a>

使用綁定變量的例子

不同的驅動，複原方法不一樣。

請根據pg_prepared_statements的内容進行複原。

如果我們使用了hold選項，那麼遊标不會随事務結束而關閉，是以在遷移會話時也需要注意是否有這類遊标。

postgresql的異步消息，可以通過異步消息，推送事件。例子如下：

<a href="https://www.postgresql.org/docs/10/static/libpq-notify.html">https://www.postgresql.org/docs/10/static/libpq-notify.html</a>

<a href="https://www.postgresql.org/docs/10/static/libpq-example.html#libpq-example-2">https://www.postgresql.org/docs/10/static/libpq-example.html#libpq-example-2</a>

查詢已經開啟了哪些異步監聽

advisory lock可以用于秒殺、解決高并發鎖沖突問題、解決無空洞序列值問題等。

<a href="https://github.com/digoal/blog/blob/master/201705/20170507_02.md">《postgresql 使用advisory lock實作行級讀寫堵塞》</a>

<a href="https://github.com/digoal/blog/blob/master/201610/20161020_02.md">《postgresql 無縫自增id的實作 - by advisory lock》</a>

<a href="https://github.com/digoal/blog/blob/master/201610/20161018_01.md">《postgresql 使用advisory lock或skip locked消除行鎖沖突, 提高幾十倍并發更新效率》</a>

<a href="https://github.com/digoal/blog/blob/master/201611/20161117_01.md">《聊一聊雙十一背後的技術 - 不一樣的秒殺技術, 裸秒》</a>

advisory lock分為事務級鎖和會話級鎖，在會話遷移時，會話處于idle狀态， 隻需要關注會話級鎖。

注意複原時，需要指定是否為shared lock。

序列使用後，會在會話中存儲最後一次使用的序列的val，以及每個序列被使用後的最後一次擷取的val。

序列雖然可以設定目前值，但是會影響全局，強烈建議不要這麼做。

目前沒有好的方法複原序列在會話中的lastval。

主備切換時，将會話資源狀态進行平移，可以大幅提升用戶端的體驗，使得資料庫硬體維護、遷移等工作也會變得更加輕松。

中間件需要維護用戶端連接配接和資料庫會話的映射關系，平移後映射關系同樣需要保持一緻。