面试题：PostgreSQL逻辑复制中如何处理常见的数据一致性问题

Question

在PostgreSQL逻辑复制场景下，可能会遇到诸如数据重复、数据丢失等数据一致性问题。请阐述你所了解的针对这些常见问题的处理方法及原理。

Answer 1

数据重复问题处理方法及原理

1. 使用唯一约束
   • 方法：在源表和目标表上创建相同的唯一约束（如CREATE UNIQUE INDEX idx_unique_column ON your_table(column_name);）。当进行逻辑复制时，如果目标表中尝试插入重复数据，由于唯一约束的存在，插入操作会失败，从而避免数据重复。
   • 原理：数据库在执行插入操作前，会检查唯一约束相关的索引，确保插入的数据在约束列上的值是唯一的。如果存在重复值，数据库抛出错误并回滚当前事务。
2. 去重逻辑处理
   • 方法：在逻辑复制的应用层（如使用触发器或外部应用程序）添加去重逻辑。例如，在目标表上创建一个触发器，在每次插入前查询目标表是否已存在相同数据，如果存在则跳过插入操作。
   • 原理：通过查询目标表数据，并与即将插入的数据进行比较，依据比较结果决定是否执行插入操作，从而实现数据去重。
3. 基于LSN（日志序列号）的去重
   • 方法：在逻辑复制过程中，源端会记录事务的LSN，目标端在应用日志时，可以通过记录已应用的LSN范围，对于重复的日志（具有相同LSN的日志）不进行重复应用。
   • 原理：PostgreSQL的逻辑复制基于日志，每个事务在日志中有唯一的LSN标识，通过记录和比较LSN，可以识别重复的事务日志，避免重复应用导致的数据重复。

数据丢失问题处理方法及原理

1. 提高复制的可靠性设置
   • 方法：增加复制槽的持久性设置。例如，使用CREATE_REPLICATION_SLOT slot_name LOGICAL 'pgoutput' WITH TEMPORARY = FALSE;创建一个持久化的复制槽，确保源端不会在目标端还未接收和应用相关日志时删除这些日志。
   • 原理：持久化复制槽会在源端保留相应的日志，直到目标端确认已接收并应用这些日志，防止因源端过早删除日志导致目标端无法获取从而出现数据丢失。
2. 监控与重试机制
   • 方法：建立监控系统，实时监测逻辑复制的状态，比如通过pg_stat_replication视图监控复制连接状态和复制进度。当发现数据丢失情况（如复制延迟过大或某些事务未成功应用），可以通过手动或自动脚本的方式进行重试。例如，停止复制，重新定位到正确的LSN位置，然后重新启动复制。
   • 原理：通过监控及时发现复制异常，重试机制则是基于重新定位到数据丢失前的日志位置，重新应用日志，确保数据完整。
3. 使用同步复制（可选但影响性能）
   • 方法：配置同步复制模式，在postgresql.conf中设置synchronous_standby_names参数，指定哪些备库必须同步接收并应用日志后，源库才确认事务提交。
   • 原理：通过这种方式，确保在事务提交前，至少有一个同步备库已经接收到并应用了相关日志，降低数据丢失的风险。但由于需要等待备库确认，会对源库的事务处理性能产生一定影响。