如何在 JavaEE 应用程序中为 PostgreSQL 热备设置配置连接故障转移？

Posted 2023-02-26

【中文标题】如何在 JavaEE 应用程序中为 PostgreSQL 热备设置配置连接故障转移？

【英文标题】：How to configure connection failover for a PostgreSQL Hot Standby setup in a JavaEE application?

【发布时间】：2017-04-15 04:07:04

【问题描述】：

我有两台安装了 PostgreSQL 9.5 数据库的 Linux 服务器（A 和 B）。我按照documentation 中的说明配置了热备用 模式。在此设置中，A 配置为主，B 处于热备模式。这运行良好并且行为符合预期。

现在，我想通过Hibernate / JDBC 通过TomEE 数据源将独立的Java EE 应用程序（在另一台机器上运行）连接到此数据库设置。

PostgreSQL driver 文档指出，可以在 jdbc 连接 url 中指定多个主机：

jdbc:postgresql://host1:port1,host2:port2/database

所以我的问题是：

如果A 关闭并且B 手动切换到正常操作模式，我的应用程序是否仍然能够使用上述jdbc 连接url 继续数据库操作？ 是否必须配置其他参数/​​库？

注意：从我了解到的各种来源，PostgreSQL 不支持自动故障转移（除非该过程涉及第三方软件 - 请参阅下面的 cmets）。出于这个原因，故障转移需要手动执行，这对于这个特定的用例来说是可以的。

EDIT-1：

我决定测试pgBouncer（如 cmets 中的建议）以寻求解决方法。它适用于我的用例。我写了一个看门狗脚本，它可以自动执行手动步骤：

不断检查A 是否仍然存在并侦听传入连接。 如果发生故障转移，将B切换到正常运行模式，让它成为新的master并重启服务。 将pgBouncer 设置更改为指向B 而不是A，然后重新启动服务。

但是，如果有人有没有使用第三方软件的经验，我仍然很感兴趣？

【问题讨论】：

最简单的设置是在两台服务器前放置 pgBouncer 或 pgPool 之类的东西，让您的应用程序通过它们连接。

@a_horse_with_no_name 感谢您的提示。您现在有任何有用的设置 pgPool 指南（来自 Ubuntu 存储库），您会推荐吗？

我有一个类似的设置，一个主服务器和一个只读热备用 postgresql 9.6 服务器。有一个 pgbouncer 跑在他们面前。通过更改一行 pgbouncer 配置文件，我可以轻松切换到新的 master。我已经阅读了有关自动故障转移集群（使用 corosync 和起搏器）的论文，但它们对我来说太复杂了。如果您有高级 Linux 系统管理方面的经验，您应该尝试一下。 clusterlabs.org

@KenanKocaerkek 感谢您的回答。看来，设置 pgBouncer 非常简单。如果我理解正确，如果发生故障转移，您可以切换服务器配置并重新启动 pgBouncer 服务。听起来很简单 - 我会测试一下！

【参考方案1】：

在这种情况下，最好进行测试和测量。

我没有 PostrgeSQL 热备用模式的“实践”经验，但我已经为 Java 应用程序完成了数据库故障转移。

首先，测试PostgreSQL driver 文档页面上的声明 关于?targetServerType=master 参数（在页面底部提到）。 使用通过DriverManager.getConnection 使用PostgreSQL JDBC 驱动程序并运行简单更新查询的主方法编写一个小型Java“PgHsm”类。 它应该使用服务器 A 来进行更新查询。在服务器 A 上停止 PostgreSQL，运行 PgHsm：它应该无法连接，因为服务器 B 不是主服务器。 让服务器 B 成为主服务器，运行 PgHsm：它应该运行正常。

数据源由 TomEE 中的数据库连接池提供支持。 This page 列出了 TomEE 中可用的那些。 但并非所有数据库连接池都是平等的，我现在更喜欢 HikariCP，因为根据我的经验，它可以更可预测地处理“数据库关闭”场景。 另请参阅 HikariCP 的 handling database down 页面上的测试结果。

不幸的是，HikariCP 使用 JDBC 的 get/setNetworkTimeout 来实现可预测的行为 和 PostgreSQL JDBC 驱动程序does not implement this (*)。 因此，为了确保（JavaEE）应用程序线程不会在数据库操作上永远挂起，您需要设置connectTimeout 和socketTimeout JDBC 驱动程序选项。设置socketTimeout 是不稳定的，因为它会自动设置对数据库的所有查询的时间限制。

(*) 更新：由于版本42.2.x 网络超时为implemented。

要执行的第二个测试涉及更新 Java“PgHsm”类以使用您选择的数据库连接池实现 并启动（至少）两个在循环中连续运行简单更新查询的线程（在循环中，从池中获取数据库连接并在提交/回滚后返回到池中）。 当您关闭服务器 A 并将服务器 B 切换到“主”模式时，请监视“PgHsm”记录的异常以及线程在执行数据库操作时等待/挂起的时间。 测试结果可用于更新 JDBC 驱动程序选项和池设置。关注结果：

尽快从池中删除无效连接，以便应用程序从池中获取大部分有效连接 当数据库出现故障时，尽可能少的应用程序线程挂起（在最短的时间内）

第二个测试依赖于服务器 A 不可用，因此连接测试查询（由数据库连接池执行）失败。 在两台服务器保持可用，但主从切换的情况下，连接测试查询将无济于事 并且数据库连接池将为应用程序提供错误的（现在是只读的）数据库连接。 在这种情况下，需要人工干预。描述了 HikariCP 的“故障转移模式”here （仅适用于configuration 页面上描述的选项allowPoolSuspension）：

suspendPool() softEvictConnections() 等到 activeConnections 变为 0。 resumePool()

第三个测试将是 JavaEE 应用程序，到现在为止，您应该很清楚会出现什么问题。 在这些测试之后更新应用程序以改进处理“数据库关闭”场景的情况并不少见 （例如设置（默认）query-timeouts）。 在您的情况下，在手动故障转移期间使用“挂起、刷新和恢复数据库连接池”功能（上述模式）也是可取的。

【讨论】：

感谢您在回答中的详细解释。这听起来是一个很好的开始，以便在我的设置中测试行为。

自 2017 年 1 月起，PostgreSQL JDBC 驱动程序支持 get/setNetworkTimeout，请参阅 github.com/pgjdbc/pgjdbc/pull/849