PostgreSQL 流复制配置教程

PostgreSQL 流复制（Streaming Replication）是 PostgreSQL 原生的物理复制方案，通过持续传输 WAL（Write-Ahead Log）日志实现主备数据同步。流复制可以用于读写分离、数据备份和高可用架构。本文将在搬瓦工 VPS 上完整演示 PostgreSQL 流复制的配置过程，包括异步复制和同步复制两种模式。

一、环境准备

主库（Primary）：192.168.1.10，PostgreSQL 16
备库（Standby）：192.168.1.20，PostgreSQL 16
操作系统：Ubuntu 22.04

在两台服务器上安装 PostgreSQL 16：

# 添加 PostgreSQL 官方仓库
sh -c 'echo "deb http://apt.postgresql.org/pub/repos/apt $(lsb_release -cs)-pgdg main" > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list'
wget --quiet -O - https://www.postgresql.org/media/keys/ACCC4CF8.asc | apt-key add -
apt update

# 安装 PostgreSQL 16
apt install postgresql-16 -y
systemctl start postgresql
systemctl enable postgresql

二、配置主库

2.1 创建复制用户

su - postgres
psql

CREATE ROLE replicator WITH REPLICATION LOGIN PASSWORD 'ReplPass123!';
\q

2.2 修改 postgresql.conf

编辑 /etc/postgresql/16/main/postgresql.conf：

listen_addresses = '*'
wal_level = replica
max_wal_senders = 5
wal_keep_size = 1024
max_replication_slots = 5
hot_standby = on
archive_mode = on
archive_command = 'cp %p /var/lib/postgresql/16/archive/%f'

参数说明：wal_level = replica 是流复制的最低级别；max_wal_senders 允许最多 5 个备库连接；wal_keep_size 保留 1GB WAL 防止备库落后太多被清理。

2.3 配置 pg_hba.conf

编辑 /etc/postgresql/16/main/pg_hba.conf，添加复制权限：

# 允许备库使用 replicator 账号进行流复制
host    replication     replicator      192.168.1.20/32         scram-sha-256

2.4 创建复制槽和归档目录

# 创建归档目录
mkdir -p /var/lib/postgresql/16/archive
chown postgres:postgres /var/lib/postgresql/16/archive

# 重启主库
systemctl restart postgresql

# 创建复制槽（防止 WAL 被过早清理）
su - postgres
psql -c "SELECT pg_create_physical_replication_slot('standby_slot');"

三、配置备库

3.1 停止备库并清空数据

systemctl stop postgresql
rm -rf /var/lib/postgresql/16/main/*

3.2 使用 pg_basebackup 同步数据

su - postgres
pg_basebackup -h 192.168.1.10 -U replicator -D /var/lib/postgresql/16/main -Fp -Xs -P -R -S standby_slot

参数说明：

-Fp：以 plain 格式输出。
-Xs：使用流方式传输 WAL。
-P：显示进度。
-R：自动创建 standby.signal 文件和连接信息，这是关键参数。
-S standby_slot：使用之前创建的复制槽。

3.3 验证备库配置文件

pg_basebackup -R 会自动在数据目录下创建 standby.signal 文件，并在 postgresql.auto.conf 中写入连接信息：

cat /var/lib/postgresql/16/main/postgresql.auto.conf

应包含类似内容：

primary_conninfo = 'user=replicator password=ReplPass123! host=192.168.1.10 port=5432 sslmode=prefer'
primary_slot_name = 'standby_slot'

3.4 启动备库

systemctl start postgresql

四、验证复制状态

4.1 在主库查看复制状态

su - postgres
psql -c "SELECT client_addr, state, sent_lsn, write_lsn, flush_lsn, replay_lsn FROM pg_stat_replication;"

正常情况下可以看到备库的连接信息，state 为 streaming。

4.2 在备库验证

psql -c "SELECT pg_is_in_recovery();"

返回 t 表示当前是备库模式。

4.3 测试数据同步

# 在主库创建测试数据
psql -c "CREATE TABLE test_repl (id serial, msg text); INSERT INTO test_repl (msg) VALUES ('hello from primary');"

# 在备库查询
psql -c "SELECT * FROM test_repl;"

五、同步复制配置

默认的异步复制存在数据丢失风险。同步复制确保事务在至少一个备库确认写入后才提交。

5.1 备库设置 application_name

在备库的 postgresql.auto.conf 中添加 application_name：

primary_conninfo = 'user=replicator password=ReplPass123! host=192.168.1.10 port=5432 application_name=standby1'

5.2 主库开启同步复制

在主库 postgresql.conf 中设置：

synchronous_standby_names = 'FIRST 1 (standby1)'
synchronous_commit = on

重启两端后，在主库验证：

psql -c "SELECT application_name, sync_state FROM pg_stat_replication;"

sync_state 显示 sync 即为同步复制模式。

六、监控复制延迟

# 在主库查看每个备库的延迟
SELECT client_addr, application_name,
       pg_wal_lsn_diff(sent_lsn, replay_lsn) AS replay_lag_bytes,
       replay_lag
FROM pg_stat_replication;

# 在备库查看自身延迟
SELECT now() - pg_last_xact_replay_timestamp() AS replication_delay;

七、故障切换（Failover）

当主库故障时，需要将备库提升为新主库。

7.1 手动故障切换

# 在备库执行提升命令
su - postgres
pg_ctl promote -D /var/lib/postgresql/16/main

# 或使用 pg_promote() 函数
psql -c "SELECT pg_promote();"

提升后 standby.signal 文件会被自动删除，备库变为可读写的主库。

7.2 使用 Patroni 实现自动故障切换

生产环境建议使用 Patroni 配合 etcd 实现自动化的高可用管理。安装 Patroni：

apt install python3-pip -y
pip3 install patroni[etcd] psycopg2-binary

Patroni 可以自动监控主备状态、执行故障切换，并提供 REST API 用于健康检查和管理。

八、常见问题

备库无法连接主库：检查 pg_hba.conf 是否允许 replication 连接，防火墙 5432 端口是否开放。
WAL 被清理导致备库落后：使用复制槽或增大 wal_keep_size，复制槽会阻止 WAL 清理直到备库消费。
同步复制导致主库卡住：当备库不可用时同步模式会阻塞主库事务。可以设置 synchronous_commit = remote_apply 或使用多个同步备库。
备库 timeline 不匹配：主库发生过 failover 后 timeline 变化，需要使用 pg_rewind 或重做 basebackup。

总结

PostgreSQL 流复制是构建高可用数据库架构的核心技术。通过本文的配置，你可以在搬瓦工 VPS 上实现主备实时同步和读写分离。配合 PgBouncer 连接池可以进一步优化性能。选购搬瓦工 VPS 请查看全部方案，使用优惠码 NODESEEK2026 享受 6.77% 折扣，通过 bwh81.net 进入官网购买。