PostgreSQL分布式架构之——PL/Proxy

1. PL/Proxy的介绍
   1.1 PL/Proxy概述

　　PL/Proxy是一款能在PostgreSQL数据库实现数据库水平拆分的软件；可以理解分布式架构(shared nothing);但是不是真正的分布式数据库软件；也是一款能在PostgreSQL数据库实现SQL语言复制(replication)
　　分布式架构图如下：

1.2 PL/Proxy集群配置

　　PL/Proxy既能配置成“CONNECT”模式又能配置成“CLUSTER”模式

在"CONNECT"模式中；PL/Proxy直接把请求路由(run on n)到指定的数据库。
在"CLUSTER"模式中；PL/Proxy可以支持数据水平分区，即shared nothing。也可以实现SQL语言复制(run on all)。
　　在配置“CLUSTER”模式有两种方式：

集群configuration API
SQL/MED
1.3 PL/Proxy特性介绍

PL/Proxy把需要对数据库SQL访问转换为对PostgreSQL函数调用。
PL/Proxy后端数据库节点数必须是2的N次方。

1. PL/Proxy安装
   2.1 编译安装

　　执行“source /home/postgres/.bashrc”加载环境变量；目的确保来自postgresql bin目录的pgconfig在您的路径中

tar -zxvf plproxy-2.7.tar.gz
cd plproxy-2.7
source /home/postgres/.bashrc
make
make install
2.2 创建PL/Proxy扩展

　　在这里我选“proxy”数据库作为路由代理数据库。

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[postgres@Postgres201 ~]$ psql
psql (9.6.0)
Type "help" for help.

postgres=# create database proxy;
CREATE DATABASE
postgres=# c proxy
You are now connected to database "proxy" as user "postgres".
proxy=# create extension plproxy;
CREATE EXTENSION
proxy=# dx

                           List of installed extensions

(2 rows)
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1. PL/Proxy的配置
   　　本实验的配置环境如下:

主机名 IP 角色 数据库名 用户
PostgreSQL201 192.168.1.201 proxy node proxy lottu
PostgreSQL202 192.168.1.202 data node pl_db0 lottu
PostgreSQL202 192.168.1.202 data node pl_db1 lottu
PostgreSQL202 192.168.1.202 data node pl_db2 lottu
PostgreSQL202 192.168.1.202 data node pl_db3 lottu

　　修改数据节点的pg_hba.conf

要确保PL/Proxy节点能访问所有数据库。
host all all 192.168.1.0/24 trust
当然在线上数据库大家可以这样配置，例如：
host all lottu 192.168.1.201/24 md5
　　采用SQL/MED方式配置集群【在PL/Proxy节点操作】
　　创建一个使用plproxy FDW的服务器来完成的。服务器的选项是PL/Proxy配置设置和集群分区列表。

复制代码
[postgres@Postgres201 ~]$ psql proxy lottu
psql (9.6.0)
Type "help" for help.

proxy=# c
You are now connected to database "proxy" as user "lottu".
proxy=# CREATE SERVER cluster_srv1 FOREIGN DATA WRAPPER plproxy
proxy-# OPTIONS (
proxy(# connection_lifetime '1800',
proxy(# disable_binary '1',
proxy(# p0 'dbname=pl_db0 host=192.168.1.202',
proxy(# p1 'dbname=pl_db1 host=192.168.1.202',
proxy(# p2 'dbname=pl_db2 host=192.168.1.202',
proxy(# p3 'dbname=pl_db3 host=192.168.1.202'
proxy(# );
CREATE SERVER
proxy=# des

       List of foreign servers
 Name     | Owner | Foreign-data wrapper 

(1 row)

proxy=# grant usage on FOREIGN server cluster_srv1 to lottu;
GRANT

创建用户映射

proxy=# create user mapping for lottu server cluster_srv1 options (user 'lottu');
CREATE USER MAPPING
proxy=# deu
List of user mappings

Server    | User name 

(1 row)
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　　配置完成！在"CLUSTER"模式中；才需要上述配置；在"CONNECT"模式中是不需要的。

1. PL/Proxy测试
   　　PL/Proxy把需要对数据库SQL访问转换为对PostgreSQL函数调用；这就需要使用者有良好的编程功底。

　　在数据节点创建测试样本表

create table users(userid int, name text);
4.1 "CLUSTER"模式测试

4.1.1 数据水平拆分测试

在每个数据节点创建insert函数接口
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pl_db0=> CREATE OR REPLACE FUNCTION insert_user(i_id int, i_name text)
pl_db0-> RETURNS integer AS

$$ pl_db0$> INSERT INTO users (userid, name) VALUES ($1,$2); pl_db0$> SELECT 1; pl_db0$> $$

LANGUAGE SQL;
CREATE FUNCTION
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在PL/Proxy数据库创建同名的insert函数接口
复制代码
proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION insert_user(i_id int, i_name text)
proxy-# RETURNS integer AS

$$ proxy$# CLUSTER 'cluster_srv1'; proxy$# RUN ON ANY; proxy$# $$

LANGUAGE plproxy;
CREATE FUNCTION
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　　为什么要同名的函数呢？若不是同名的话；需要在函数里面添加一个"TRAGET INSERT_USER"；表明从数据节点调用函数"INSERT_USER"。

在PL/Proxy数据库创建读的函数get_user_name()
复制代码
proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION get_user_name()
RETURNS TABLE(userid int, name text) AS

$$ CLUSTER 'cluster_srv1'; RUN ON ALL ; SELECT userid,name FROM users; $$

LANGUAGE plproxy;
CREATE FUNCTION
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　　Ok;现在函数接口开发完成；我现在来调用函数插入10条记录

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SELECT insert_user(1001, 'Sven');
SELECT insert_user(1002, 'Marko');
SELECT insert_user(1003, 'Steve');
SELECT insert_user(1004, 'lottu');
SELECT insert_user(1005, 'rax');
SELECT insert_user(1006, 'ak');
SELECT insert_user(1007, 'jack');
SELECT insert_user(1008, 'molica');
SELECT insert_user(1009, 'pg');
SELECT insert_user(1010, 'oracle');
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　　由于函数执行的是"RUN ON ANY";表明插入数据是随机选取数据节点。我们看看每个数据节点的数据。

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pl_db0=> select * from users;

(4 rows)

pl_db1=> select * from users;

(2 rows)

pl_db2=> select * from users;

(2 rows)

pl_db3=> select * from users;

(2 rows)
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　　可以看出10条数据已经切分到每个数据节点。（10条取样太少，导致数据不均匀）。我们在proxy节点查询下。

复制代码
proxy=# SELECT USERID,NAME FROM GET_USER_NAME();

(10 rows)
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4.1.2数据复制(replication)测试

选择users表作为实验对象；我们先清理表users数据;在数据节点创建truncatet函数接口
复制代码
pl_db0=> CREATE OR REPLACE FUNCTION trunc_user()
pl_db0-> RETURNS integer AS

$$ pl_db0$> truncate table users; pl_db0$> SELECT 1; pl_db0$> $$

LANGUAGE SQL;
CREATE FUNCTION
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在PL/Proxy数据库创建同名的truncate函数接口
复制代码
proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION trunc_user()
proxy-# RETURNS SETOF integer AS

$$ proxy$# CLUSTER 'cluster_srv1'; proxy$# RUN ON ALL; proxy$# $$

LANGUAGE plproxy;
CREATE FUNCTION
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执行之后trunc_user();数据已经清理了。
复制代码
proxy=# SELECT TRUNC_USER();

trunc_user

      1
      1
      1
      1

(4 rows)
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　　其实在这里我们已经验证数据复制(replication)测试。为了更好解释；我们选择insert函数接口来。

在PL/Proxy数据库创建函数接口 insert_user_2
复制代码
proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION insert_user_2(i_id int, i_name text)
proxy-# RETURNS SETOF integer AS

$$ proxy$# CLUSTER 'cluster_srv1'; proxy$# RUN ON ALL; proxy$# TARGET insert_user; proxy$# $$

LANGUAGE plproxy;
CREATE FUNCTION
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　　我们选择这几条语句

proxy=# SELECT insert_user_2(1004, 'lottu');
proxy=# SELECT insert_user_2(1005, 'rax');
proxy=# SELECT insert_user_2(1006, 'ak');
proxy=# SELECT insert_user_2(1007, 'jack');
我们看看每个数据节点的数据。
复制代码
pl_db0=> select * from users;

(4 rows)

pl_db1=> select * from users;

(4 rows)

pl_db2=> select * from users;

(4 rows)

pl_db3=> select * from users;

(4 rows)
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　　每个节点的数据都是一样的。完成了数据复制(replication)测试。

我们在proxy节点查询下。只要在任意数据节点读取数据即可；我们先编辑函数。
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proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION get_user_name_2()
proxy-# RETURNS TABLE(userid int, name text) AS

$$ proxy$# CLUSTER 'cluster_srv1'; proxy$# RUN ON ANY ; proxy$# SELECT userid,name FROM users; proxy$# $$

LANGUAGE plproxy;
CREATE FUNCTION
proxy=# SELECT USERID,NAME FROM GET_USER_NAME_2();

(4 rows)
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4.2 "CONNECT"模式测试

　　使用"CONNECT"模式；PL/Proxy不需要上述的配置；直接使用即可。

复制代码
proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION get_user_name_3()
proxy-# RETURNS TABLE(userid int, name text) AS

$$ proxy$# CONNECT 'dbname=pl_db0 host=192.168.1.202'; proxy$# CONNECT 'dbname=pl_db1 host=192.168.1.202'; proxy$# SELECT userid,name FROM users; proxy$# $$

LANGUAGE plproxy;
ERROR: PL/Proxy function lottu.get_user_name_3(0): Compile error at line 3: Only one CONNECT statement allowed
proxy=# CREATE OR REPLACE FUNCTION get_user_name_3()
proxy-# RETURNS TABLE(userid int, name text) AS

$$ proxy$# CONNECT 'dbname=pl_db0 host=192.168.1.202'; proxy$# SELECT userid,name FROM users; proxy$# $$

LANGUAGE plproxy;
CREATE FUNCTION
proxy=# SELECT USERID,NAME FROM GET_USER_NAME_3();

(4 rows)
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　　只允许一个“CONNECT statement”;用法很简单；作用很鸡肋。

1. 总结
   　　PL/Proxy的语法本文差不多都涉及到了。至于通过“集群configuration API”方式配置集群，本文不讲解了；其实配置也很简单。
2. 参考文档
   　　https://yq.aliyun.com/articles/59372?spm=a2c4e.11153940.blogcont59345.17.46039916yDaqtq