AWS pgactive 项目快速入门：构建Active-Active PostgreSQL集群指南

前言

在现代分布式系统中，实现数据库的高可用性和读写分离是常见需求。AWS pgactive项目提供了一种创新的解决方案，能够在多个PostgreSQL实例之间建立Active-Active（双活）复制关系，使每个节点都能同时处理读写请求。本文将详细介绍如何使用pgactive快速搭建一个Active-Active PostgreSQL集群。

环境准备

在开始之前，您需要准备以下环境：

1. 至少两个运行PostgreSQL 12或更高版本的实例
2. 确保这些实例之间能够通过网络互相访问
3. 确保每个实例的shared_preload_libraries参数已包含pgactive

基础配置

1. 创建应用数据库

在每个PostgreSQL实例上执行以下命令创建应用数据库：

CREATE DATABASE app;

2. 记录实例网络端点

为方便后续操作，记录下两个PostgreSQL实例的网络端点地址，我们分别称之为endpoint1和endpoint2。

配置第一个节点(endpoint1)

1. 验证pgactive加载

首先确认pgactive已正确加载：

SELECT setting ~ 'pgactive' 
FROM pg_catalog.pg_settings
WHERE name = 'shared_preload_libraries';

预期输出应为t（true）。

2. 创建测试表和初始数据

CREATE SCHEMA inventory;

CREATE TABLE inventory.products (
  id uuid PRIMARY KEY DEFAULT gen_random_uuid(),
  product_name text NOT NULL,
  created_at timestamptz NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

INSERT INTO inventory.products (product_name)
VALUES ('soap'), ('shampoo'), ('conditioner');

3. 安装pgactive扩展

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pgactive;

4. 配置连接信息

pgactive使用PostgreSQL的Foreign Data Wrapper功能来安全地管理节点间连接。在endpoint1上配置两个节点的连接信息：

-- endpoint1的连接信息
CREATE SERVER pgactive_server_endpoint1
    FOREIGN DATA WRAPPER pgactive_fdw
    OPTIONS (host '<endpoint1>', dbname 'app');
CREATE USER MAPPING FOR postgres
    SERVER pgactive_server_endpoint1
    OPTIONS (user 'postgres', password '<password>');

-- endpoint2的连接信息
CREATE SERVER pgactive_server_endpoint2
    FOREIGN DATA WRAPPER pgactive_fdw
    OPTIONS (host '<endpoint2>', dbname 'app');
CREATE USER MAPPING FOR postgres
    SERVER pgactive_server_endpoint2
    OPTIONS (user 'postgres', password '<password>');

5. 创建复制组并加入第一个节点

SELECT pgactive.pgactive_create_group(
    node_name := 'endpoint1-app',
    node_dsn := 'user_mapping=postgres pgactive_foreign_server=pgactive_server_endpoint1'
);

SELECT pgactive.pgactive_wait_for_node_ready();

配置第二个节点(endpoint2)

1. 验证pgactive加载

同样先确认pgactive已正确加载：

SELECT setting ~ 'pgactive' 
FROM pg_catalog.pg_settings
WHERE name = 'shared_preload_libraries';

2. 安装pgactive扩展

CREATE EXTENSION IF NOT EXISTS pgactive;

3. 配置连接信息

在endpoint2上同样配置两个节点的连接信息：

-- endpoint1的连接信息
CREATE SERVER pgactive_server_endpoint1
    FOREIGN DATA WRAPPER pgactive_fdw
    OPTIONS (host '<endpoint1>', dbname 'app');
CREATE USER MAPPING FOR postgres
    SERVER pgactive_server_endpoint1
    OPTIONS (user 'postgres', password '<password>');

-- endpoint2的连接信息
CREATE SERVER pgactive_server_endpoint2
    FOREIGN DATA WRAPPER pgactive_fdw
    OPTIONS (host '<endpoint2>', dbname 'app');
CREATE USER MAPPING FOR postgres
    SERVER pgactive_server_endpoint2
    OPTIONS (user 'postgres', password '<password>');

4. 加入复制组

SELECT pgactive.pgactive_join_group(
    node_name := 'endpoint2-app',
    node_dsn := 'user_mapping=postgres pgactive_foreign_server=pgactive_server_endpoint2',
    join_using_dsn := 'user_mapping=postgres pgactive_foreign_server=pgactive_server_endpoint1'
);

SELECT pgactive.pgactive_wait_for_node_ready();

执行此命令后，pgactive会开始同步数据库。同步完成后，您可以在endpoint2上验证数据是否已同步：

SELECT count(*) FROM inventory.products;

预期结果为3，与endpoint1上的记录数一致。

测试Active-Active功能

1. 在endpoint2上插入新数据

INSERT INTO inventory.products (product_name)
VALUES ('lotion');

2. 在endpoint1上验证数据同步

SELECT count(*) FROM inventory.products;

预期结果为4，确认新数据已成功同步。

监控与维护

1. 监控复制延迟

复制延迟是Active-Active架构中需要重点监控的指标。pgactive提供了专用函数来查看集群的复制延迟信息：

SELECT * FROM pgactive.pgactive_get_replication_lag_info();

建议设置以下告警：

• 当active状态为false时告警
• 当pending_wal_decoding持续增长时告警
• 当pending_wal_to_apply持续增长时告警

2. 处理写冲突

在Active-Active架构中，当两个节点同时修改同一行数据时会产生冲突。pgactive默认采用"最后更新获胜"的策略解决冲突，并将所有冲突记录在pgactive.pgactive_conflict_history表中。

查看冲突历史：

SELECT * FROM pgactive.pgactive_conflict_history;

如果自动解决的冲突结果不符合预期，管理员可以手动执行UPDATE语句修正数据。

清理资源

当不再需要Active-Active集群时，可以按照以下步骤清理：

1. 从组中分离节点：

SELECT pgactive.pgactive_detach_nodes(ARRAY['endpoint1-app', 'endpoint2-app']);

2. 在每个节点上禁用pgactive：

SELECT pgactive.pgactive_remove();

3. 删除pgactive扩展：

DROP EXTENSION pgactive;

总结

通过AWS pgactive项目，我们可以轻松构建高可用的Active-Active PostgreSQL集群。本文详细介绍了从环境准备、节点配置到监控维护的全过程。在实际生产环境中，建议特别注意复制延迟监控和冲突处理策略，确保数据的一致性和系统的稳定性。