PostgreSQL数据库备份与恢复操作过程记录

最近关注的研究课题：PostgreSQL大数据增量备份与恢复。

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下文为转述，如涉及版权，请与博主联系。

一、概述
此文档描述了Postgresql数据库备份方案, 当数据库发生崩溃时，如何利用备份恢复到崩溃前，保证数据库最少数据量丢失甚至不丢失；

二、备份恢复原理
运用在线备份以及即时恢复(PITR)原理,利用Postgresql 数据库的WAL（Write Ahead Logging ）预写日志和基础备份( $PGDATA目录文件tar包 )，恢复到数据库崩溃前时间点，保证数据量最少丢失或者不丢失，如果数据库崩溃，我们就可以通过热备产生的备份文件data_bak.tar包 ($PGDATA目录文件tar包)和archive_command产生的WAL及我们自己备份的WAL(pg_xlog)来进行数据库的 recovery 。

三、在线热备
3.1 配置归档模式
配置归档需要编辑postgresql.conf文件，默认与/usr/local/pgsql/data/目录下
vi $PGDATA/postgresql.conf ，修改以下
archive_mode = on
archive_command = 'cp -i %p /home/postgres/archive/%f

注意：这里将WAL日志备份到 /home/postgres/archive 目录下,
pg_xlog/下的目录下可能还有未备份的数据，需要另外备份, 详见3.7。

3.2 重启动数据库
pg_ctl ?D $PGDATA stop
pg_ctl ?D $PGDATA sart

3.3 创建基础备份
postgres=# select pg_start_backup('bakup_test');

3.4 备份整个data目录 (tar方式)
tar cvf /database/pgdata/tbs1/pg_root/base_data.tar /database/pgdata/tbs1/pg_root/data

3.5 停止备份
postgres=# select pg_stop_backup();

3.6 切换日志
postgres=# pg_switch_xlog();

3.7 定期备份WAL新生成日志
如果单独通过archive_command来备份WAL的话, 能根本就做不到PITR, 因为pg_xlog/下面可能还有数据没有备份到archive_command指定的目录里；所以需要另外写脚本把/data/pg_xlog/下的WAL日志文件备份到预设的归档目录下，保证产生的WAL日志都已归档，这里写了个脚本，每五分钟执行一次
--每5分钟备份 (通过Crontab执行)
vi cp_pg_xlog.sh
cp -f /database/pgdata/tbs1/pg_root/data/pg_xlog/[0-9]* /home/postgres/archive/archive_bak2/

crontab ? e
*/5 * * * * /home/postgres/script/cp_pg_xlog.sh > /dev/null 2>&1

3.8 编写备份脚本hot_bak_post.sh (供参考)
附件：以上操作可以写个脚本，定时执行，热备脚本为 hot_bak_post.sh ,定时执行写在CRONTABL里，每周六零晨做一次BASE 备份。
脚本内容如下，参考
#/bin/bash#

CUR_DATE=`date +%Y%m%d`

export PGPORT=1921
export PGHOME=/database/pgdata/tbs1/pg_root
export PATH=/database/pgdata/tbs1/pg_root/bin:$PATH
export DATA_BAK_DIR=/home/postgres/archive/data_bak
export LOG_PATH=/home/postgres/archive/log
ARCHIVE_LOG="${LOG_PATH}/bak_pg_${CUR_DATE}.log"

echo "*************** Begin backup ,please wait *************************" |tee -a ${ARCHIVE_LOG}

psql -c "select pg_start_backup('backup_test');"

cd $PGHOME
tar cvf data_${CUR_DATE}.tar data
mv *.tar ${DATA_BAK_DIR}
psql -c "select pg_stop_backup();"
psql -c "select pg_switch_xlog();"
echo "Backup completed!"
~

说明：脚本已经测试，可以实现功能，目前还在完善中。

四、恢复
如果数据库崩溃，我们就可以使用热备产生的data_bak.tar包(即$PGDATA目录文件tar包)和archive_command产生的WAL
及我们自己备份的WAL(pg_xlog)来进行数据库的 recovery，以下实验模拟数据库崩溃时的恢复过程

4.1 创建一张测试表

psql -dmydb -Uskytf
mydb=> d
List of relations
Schema | Name | Type | Owner
--------+-------------+-------+-------
skytf | test2 | table | skytf
skytf | test_1 | table | skytf
skytf | test_3 | table | skytf

mydb=> create table test_backup (id int,remark varchar(32));
CREATE TABLE

mydb=> insert into test_backup values (1 ,'a');
INSERT 0 1
mydb=> insert into test_backup values (2 ,'b');
INSERT 0 1
mydb=> insert into test_backup values (3 ,'c');

mydb=> select * from test_backup;
id | remark
----+--------
1 | a
2 | b
3 | c
(3 rows)

4.3 删除data目录
cd $PGDATA
rm -rf data

4.4 恢复备份
tar xvf ?f database/pgdata/tbs1/pg_root/data_bak.tar

4.5 修改pg_hba.conf，避免普通用户服务连接

4.6 清空/data/pg_xlog/目录下所有文件
rm ?r $PGDATA/pg_xlog/

4.7 创建/pg_xlog/及其下面的archive_status目录
mkdir -p /database/pgdata/tbs1/pg_root/pg_xlog/archive_status

4.8 在/data/目录下创建recovery.conf
vi database/pgdata/tbs1/pg_root/data/recovery.conf
写入以下行
restore_command = ' cp /home/postgres/archive/%f "%p"'

4.9 启动数据库
pg_ctl -D $PGDATA start
注意：切正常的话数据库就会自动应用WAL日志进行恢复
启动过程如有异常可以查看CSV日志,参数log_directory指定了日志目录（前提是你设置了日志记录功能）；

4.10 查看数据库是否恢复
mydb=> d
List of relations
Schema | Name | Type | Owner
--------+-------------+-------+-------
skytf | test2 | table | skytf
skytf | test_1 | table | skytf
skytf | test_3 | table | skytf
skytf | test_backup | table | skytf
(4 rows)

mydb=> select * from test_backup;
id | remark
----+--------
1 | a
2 | b
3 | c
(3 rows)

4.11 库分析
vacuumdb -z -d mydb

至此，数据已成功恢复！

五、后续工作
5.1 清理脚本
由于备份的tar包会越来越大，后续可以写些清理脚本，例如只保留最近几个tar包，其它的都删除掉等;
5.2 由于WAL日志文件比较大，可以制定删除策略，定期删除备份目录WAL日志。