阿里云PolarDBforPostgreSQL开源必读手册125页.pdfVIP

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目录

开源PolarDBforPostgreSQL架构介绍4

PolarDB安装与配置14

PolarDB数据库结构21

ForeignDataWrappers（FDW）使用介绍35

用户和权限管理47

VACUUM处理65

缓冲区管理器75

备份与恢复82

共享存储原理与实践95

云原生HTAP108

最佳场景实践与压测120

开源PolarDBforPostgreSQL架构介绍4

开源PolarDBforPostgreSQL架构介绍

一、PolarDB总体架构设计

传统数据库的部署方式，有主库、备库和Standby，主备库之间通过流复制进行同

步。节点扩展时，需要将数据全部进行复制，速度极慢。另外，主备之间复制一般

使用异步复制，可能存在数据丢失。主备之间存在延迟，因此可用性较差。此外，

随着副本数的增加，存储成本呈线性增加。

针对以上问题，PolarDB实现了计算存储分离架构。

开源PolarDBforPostgreSQL架构介绍5

在PolarDB架构中，共有三个节点，其中一个读写节点，两个只读节点。存储数据

时，通过网络存储到后端存储池。

该架构具有四个优势：

第一，扩展性较好。计算能力不足时，只需简单操作即可增加计算节点。因为数据

存储在共享存储上，无需再做一次复制。且计算节点无状态，扩展快。而当

计算资源过多时，可以将三个节点迅速缩为两个节点。

第二，成本低。多个计算节点共享一份数据，存储成本显著下降。传统数据库有N

个备库，数据需要复制N份。而存储计算分离架构下，数据只需在共享存储

上存储一份即可。

第三，易用性。存储计算分离架构的存储池技术相对较成熟，保证了数据不会丢失。

计算侧每一个节点都能看到完整的数据库状态，使用体验接近于单机数据库。

第四，可靠性。由于共享存储具备了三副本以及秒级备份等特性，其可靠性也得到

了保障。

PolarDB计算存储分离的模块栈分为四层。

开源PolarDBforPostgreSQL架构介绍6

•事务层：除了原生事务，还实现了CSN快照。

•日志层：主库将WAL日志写到共享存储上，备库无需再做一次流复制，从共享

存储上读取日志即可。此外还实现了lazy回放、并行回放和LogIndex等核心

数据结构。

•缓存层：实现了常驻BufferPool，节点重启时，buffer数据无需重新预热。另

外，实现了多版本页面，解决了fullpage问题。

•存储层：实现了DirectIO、数据预读、预扩展以及抽象了PolarVFS文件系统接

口。

PolarDB除了实现计算存储分离架构，还实现了HTAP架构。

PolarDB1.0计算存储分离时，可以通过读写分离将TP事务型查询均匀地打散到不

同节点上。但该架构在处理AP型查询时存在一些问题，因为查询只能在计算节点

上处理，无法发挥多个计算节点的能力。

开源PolarDBforPostgreSQL架构介绍7

因此，PolarDB在存储计算分离架构上进一步实现了HTAP架构。如图中所示，在

计算层实现了分布式并行