阿里云RDS数据库自动故障转移和读写分离-云淘科技

背景信息

从PostgreSQL 10开始，libpq驱动层开始支持简单的故障转移，JDBC驱动层则支持简单的故障转移和负载均衡。

• libpq是PostgreSQL的C应用程序接口，包含一组库函数，允许客户端程序将查询请求发送给PostgreSQL后端服务器并接收这些查询的结果。

• JDBC（Java Database Connectivity）是Java语言中用来规范客户端程序如何访问数据库的应用程序接口，在PostgreSQL中JDBC支持故障转移和负载平衡（Load Balance）。

libpq实现自动故障转移和读写分离

通过libpq函数连接多个数据库，当出现故障时会自动切换到可用的数据库。

命令

postgresql://[user[:password]@][netloc][:port][,...][/dbname][?param1=value1&...]

示例

如下示例为连接1个RDS PostgreSQL主实例数据库和对应的2个只读实例数据库，只要确保至少有一个数据库可用，读请求就不会失败。

postgres://pgm-bpxxx1.pg.rds.aliyuncs.com:3433,pgm-bpxxx2.pg.rds.aliyuncs.com:3433,pgm-bpxxx3.pg.rds.aliyuncs.com:3433/postgres?target_session_attrs=any

target_session_attrs表示允许连接到指定状态的数据库，取值：

• any：默认值，表示允许连接到任意数据库，会从所有配置的数据库中随机选择一个尝试连接，如果连接的数据库出现故障导致连接断开，会尝试连接其他数据库，从而实现故障转移。

• read-write：只会连接到支持读写的数据库，即从第一个数据库开始尝试连接，如果连接后发现不支持读写，则会断开连接，然后尝试连接第二个数据库，以此类推，直至连接到支持读写的数据库。

更多libpq的使用方法和参数说明请参见Connection Strings。

您可以在应用程序中结合pg_is_in_recovery()函数，判断连接的数据库是主实例数据库的还是只读实例数据库，最终实现读写分离和故障转移，示例如下：

• Python示例

  $ cat pg_conn.py  
  import psycopg2  
  conn = psycopg2.connect(database="postgres",host="pgm-bpxxx1.pg.rds.aliyuncs.com,pgm-bpxxx2.pg.rds.aliyuncs.com,pgm-bpxxx3.pg.rds.aliyuncs.com", user="testxxx", password="xxxxxx", port="3433", target_session_attrs="read-write")  
  cur = conn.cursor()  
  cur.execute("select pg_is_in_recovery(), pg_postmaster_start_time()")  
  row = cur.fetchone()  
  print "recovery =",row[0]  
  print "time =",row[1]  
  
  $ python pg_conn.py  
  recovery = False  
  time = 2020-07-09 15:33:57.79001+08  

• PHP示例

  # cat pg_conn.php  
    
  
  $ php -f pg_conn.php  
  Connection status ok  
  Recovery-status: f  
  Server: xxx.xxx.xx.xx  

JDBC实现读写分离和自动故障转移

您可以在连接URL中定义多个数据库，并用逗号分隔，驱动程序将尝试按顺序连接到它们中的每一个，直到连接成功。如果没有成功，会返回连接异常报错。

命令

jdbc:postgresql://node1,node2,node3/accounting?targetServerType=preferSlave&loadBalanceHosts=true  

示例

jdbc:postgresql://pgm-bpxxx1.pg.rds.aliyuncs.com:3433,pgm-bpxxx2.pg.rds.aliyuncs.com:3433,pgm-bpxxx3.pg.rds.aliyuncs.com:3433/accounting?targetServerType=preferSlave&loadBalanceHosts=true  

参数说明如下：

• targetServerType表示允许连接到指定状态的数据库，取值：

  • any：任何数据库。

  • master：主数据库。

  • slave：从数据库。

  • preferSlave：优先从数据库，如果没有从数据库才连接到主数据库。

  说明

  区别数据库主从的方式是通过查询数据库是否允许写入，允许写入的判断为主数据库，不允许写入的判断为从数据库。

• loadBalanceHosts表示尝试连接数据库的顺序，取值：

  • False：默认值，按命令内顺序连接数据库。

  • True：随机连接数据库。

为实现读写分离，您需要在配置JDBC时配置2个数据源，1个设置targetServerType=master，一个设置targetServerType=preferSlave。需要写操作时，指定master的数据源，需要读操作时，指定preferSlave的数据源。如果需要判断数据源类型，您可以结合pg_is_in_recovery()函数，判断连接的数据库是主实例数据库的还是只读实例数据库，最终实现读写分离和故障转移。