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第 25 章 预写式日志(WAL)

预写式日志(WAL)是事务日志记录的标准方法。大多数(即使不是全部)事务处理书籍中都能找到详细描述。简而言之, WAL 的核心思想是,对数据文件(即表和索引所在之处)的更改, 必须在这些更改被记入日志之后才能写出;也就是说,必须在描述这些更改的日志 记录被刷入永久存储之后,再去写数据文件。如果遵循这个过程,就无需在每次事务 提交时都把数据页刷盘,因为我们知道,一旦发生崩溃,就可以利用日志恢复数据 库:任何尚未应用到数据页上的更改,都可以根据日志记录重做。(这就是前滚恢 复,也称 REDO。)

25.1. WAL 的优势 #

使用 WAL 的第一个主要优势是显著减少磁盘写入次数,因为在事务提交时只需把日志文件刷入磁盘,而不必刷写该事务更改过的每个数据文件。在多用户环境中,许多事务的提交可以通过对日志文件的一次 fsync 完成。此外,日志文件是顺序写入的,因此同步日志的代价远低于刷写数据页。对于处理大量小事务、且这些事务触及数据存储不同部分的服务器,这一点尤其明显。

下一个优势是数据页的一致性。事实是,在 WAL 出现之前, PostgreSQL 从未能保证崩溃情况下的一致性。在 WAL 之前,写入期间的任何崩溃都可能导致:

  1. 索引行指向不存在的表行
  2. 索引行在分裂操作中丢失
  3. 由于数据页部分写入,表或索引页内容完全损坏

索引问题(问题 1 和 2)也许可以通过额外的 fsync 调用来修复,但如果没有 WAL,如何处理最后一种情况并不明显。必要时,WAL 会把整个数据 页内容保存到日志中,以确保崩溃后恢复的页面一致性。

最后,WAL 使在线备份和时间点恢复成为可能,如 第 22.3 节 所述。通过归档 WAL 数据,我们就能支 持回退到可用 WAL 数据覆盖范围内的任意时刻:只需先安装数据库的一个较早物理 备份,然后把 WAL 重放到目标时刻即可。更进一步说,这个物理备份不必是数据库 状态的瞬时快照 — 即使备份是在一段时间内完成的,重放这段时间内的 WAL 也能修复任何内部不一致。

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