PostgreSQL-主从复制（Replication）原理

作者介绍：简历上没有一个精通的运维工程师，下面的思维导图也是预计更新的内容和当前进度(不定时更新)。

数据库是一个系统（应用）最重要的资产之一，所以我们的数据库将从以下几个数据库来进行介绍。

MySQL

PostgreSQL（本章节）

MongoDB

Redis

Etcd

我们前面介绍了MySQL的主从原理及相关部署配置，今天我们来介绍PostgreSQL的主从原理，他们在一定程度上比较相似。

我们前面在介绍PostgreSQL的存储引擎的时候，介绍过PG写数据的时候会会先写到WAL (Write-Ahead Logging)事务日志，然后再落盘到数据库里面。其实PG的主从也是基于WAL事务日志的，以下是其详细介绍：

一、复制类型

PostgreSQL 支持多种复制方式，核心区别在于同步方式和数据延迟：

1. 物理复制（Physical Replication）基于 WAL 日志的物理块复制，从库直接重演主库的 WAL 日志，与主库数据完全一致（字节级复制）。

• 优势：兼容性强（支持所有数据类型和操作）、性能高。
• 缺点：从库无法独立修改配置或表结构（只读）。

1. 逻辑复制（Logical Replication）基于逻辑日志（解析 WAL 为 SQL 操作），支持选择性复制（指定表或数据库），从库可读写。

• 优势：灵活（跨版本、跨库复制）、支持部分数据同步。
• 缺点：性能略低（需解析 WAL）、不支持所有数据类型（如大对象）。

二、物理复制（最常用）的工作流程

1. 主库（Master）的操作

• 事务执行：主库接收客户端写操作，执行事务时先将修改记录写入WAL 缓冲区。
• WAL 刷盘：WAL 缓冲区定期（或事务提交时）刷到磁盘的 WAL 文件（默认存储在pg_wal目录），确保事务持久性。
• 日志发送：主库启动wal_sender进程，监听从库的连接请求，将新生成的 WAL 日志发送给从库。

2. 从库（Slave）的操作

• 启动复制：从库通过recovery.conf（PostgreSQL 12 + 合并到postgresql.conf）配置主库信息（IP、端口、复制用户），启动时进入恢复模式。
• 日志接收：从库启动wal_receiver进程，连接主库的wal_sender，接收 WAL 日志并写入本地pg_wal目录（或临时文件）。
• 日志重演：从库的startup进程读取接收的 WAL 日志，按顺序重演事务（即 “恢复”），更新本地数据文件，最终与主库数据一致。

3. 同步与异步机制

• 异步复制（默认）：主库提交事务后立即返回客户端，无需等待从库确认日志接收。
• 同步复制：主库提交事务后，需等待至少一个从库确认已接收并写入 WAL 日志，才返回客户端。

三、逻辑复制的工作流程

• 主库配置：创建发布（Publication），指定需要复制的表（如CREATE PUBLICATION pub1 FOR TABLE t1, t2;）。
• 逻辑解码：主库通过wal2json等插件将 WAL 日志解析为逻辑操作（如INSERT (id=1, name='a')）。
• 从库配置：创建订阅（Subscription），关联主库的发布（如CREATE SUBSCRIPTION sub1 CONNECTION 'host=master ...' PUBLICATION pub1;）。
• 数据同步：从库接收逻辑操作，转换为本地 SQL 执行，实现数据复制（从库可独立写入非复制表）。

四、同MySQL主从对比