openGauss 2.1.0 闪回特性

openGauss 2.1.0于2021年9月30日发布，是openGauss的一个Preview版本，该版本生命周期仅为半年。该版本的新增功能如下：
• 存储过程兼容性增强
• SQL引擎能力增强
• 支持Ustore存储引擎
• 支持段页式存储
• 基于Paxos分布式一致性协议的高可用
• AI4DB和DB4AI竞争力持续构筑
• 日志框架及错误码整改
• JDBC客户端负载均衡及读写分离
• 支持cmake脚本编译
• 列存表支持主键唯一键约束
• 支持jsonb数据类型
• 支持unique sql自动淘汰
• UCE故障感知
• 支持GB18030字符集
• 备机catch优化
• 客户端工具gsql支持readline命令自动补齐
• 动态数据脱敏
• 支持国密算法
• 防篡改账本数据库
• 内置角色和权限管理机制
• 透明加密
• 全密态数据库增强
• 支持dblink
• 支持Ubuntu系统
• 支持Hash索引
• upsert支持子查询
• min/max函数支持ip地址类型
• 增加array_remove/array_replace/first/last函数
• Data Studio客户端工具适配内核特性

    虽然以上官方文档中描述的新增特性中并没有提及闪回特性，但在《管理员指南》中已经明确提及该特性的使用方法。
    闪回恢复其实是利用回收站的闪回恢复删除的表。利用MVCC机制闪回恢复到指定时间点或者CSN点(commit sequence number)。
    闪回技术能够有选择性的高效撤销一个已提交事务的影响，从人为错误中恢复。在采用闪回技术之前，只能通过备份恢复、PITR等手段找回已提交的数据库修改，恢复时长需要数分钟甚至数小时。采用闪回技术后，恢复已提交的数据库修改前的数据，只需要秒级，而且恢复时间和数据库大小无关。

闪回恢复适用于：
• 误删除表的场景；
• 需要将表中的数据恢复到指定时间点或者CSN。

闪回支持两种恢复模式：
• 基于MVCC多版本的数据恢复：适用于误删除、误更新、误插入数据的查询和恢复，用户通过配置旧版本保留时间，并执行相应的查询或恢复命令，查询或恢复到指定的时间点或CSN点。
• 基于类似windows系统回收站的恢复：适用于误DROP、误TRUNCATE的表的恢复。用户通过配置回收站开关，并执行相应的恢复命令，可以将误DROP、误TRUNCATE的表找回。

重要提示：
    遗憾的是，官方文档关于闪回恢复的前提条件并没有描述到位，导致初次接触该功能的小伙伴有些茫然(我也是)，无法复现闪回恢复的特性操作。这里，需要向大家明确的是：关于openGauss的闪回，仅支持Ustore存储引擎(和Oracle一样，闪回的数据存储在UNDO表空间)，也就是说，我们需要创建Ustore存储引擎的表才可以使用openGauss的闪回功能。

下面我们来看看openGauss的闪回测试。

一、创建测试数据

1. 设置Ustore闪回相关参数

gs_guc set -N all -I all -c "undo_zone_count=16384"           ## 内存中可分配的undo zone数量，0代表禁用undo和Ustore表，建议取值为max_connections*4
gs_guc set -N all -I all -c "enable_default_ustore_table=on"  ## 开启默认支持Ustore存储引擎
gs_guc set -N all -I all -c "version_retention_age=10000"     ## 旧版本保留的事务数，超过该事务数的旧版本将被回收清理
gs_guc set -N all -I all -c "enable_recyclebin=on"            ## 打开回收站
gs_guc set -N all -I all -c "recyclebin_retention_time=15min" ## 置回收站对象保留时间，超过该时间的回收站对象将被自动清理
gs_om -t restart
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2. 创建测试表

gsql -d postgres -p 26000 -r
openGauss=# create table t1(a int,b int,c int,d int);
openGauss=# insert into t1 values(1,2,3,4),(21,22,23,24),(31,32,33,34);
openGauss=# select * from t1;
 a  | b  | c  | d
----+----+----+----
  1 |  2 |  3 |  4
 21 | 22 | 23 | 24
 31 | 32 | 33 | 34
openGauss=# \d+ t1
                          Table "public.t1"
 Column |  Type   | Modifiers | Storage | Stats target | Description
--------+---------+-----------+---------+--------------+-------------
 a      | integer |           | plain   |              |
 b      | integer |           | plain   |              |
 c      | integer |           | plain   |              |
 d      | integer |           | plain   |              |
Has OIDs: no
Options: orientation=row, compression=no, storage_type=USTORE
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二、闪回查询

    闪回查询可以查询过去某个时间点表的某个snapshot数据，这一特性可用于查看和逻辑重建意外删除或更改的受损数据。闪回查询基于MVCC多版本机制，通过检索查询旧版本，获取指定老版本数据。
示例：

1. 更新元组

openGauss=# select current_timestamp;
       pg_systimestamp
------------------------------
 2021-10-12 10:03:08.272344+08

openGauss=# update t1 set a=99;
openGauss=# select * from t1;
 a  | b  | c  | d
----+----+----+----
 99 |  2 |  3 |  4
 99 | 22 | 23 | 24
 99 | 32 | 33 | 34
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2. 查询timestamp对应的CSN

openGauss=# select snptime,snpcsn from gs_txn_snapshot 
            where snptime between '2021-10-12 10:03:05.272344+08' and '2021-10-12 10:03:18.272344+08';
            snptime            | snpcsn
-------------------------------+--------
 2021-10-12 10:03:07.583368+08 |   2213
 2021-10-12 10:03:10.595467+08 |   2214
 2021-10-12 10:03:13.606675+08 |   2215
 2021-10-12 10:03:16.619061+08 |   2216
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3. 执行闪回查询命令，查看闪回结果

• 基于timestamp的闪回查询

select * from t1 timecapsule timestamp to_timestamp('2021-10-12 10:03:08.272344','YYYY-MM-DD HH24:MI:SS.FF');
 a  | b  | c  | d
----+----+----+----
  1 |  2 |  3 |  4
 21 | 22 | 23 | 24
 31 | 32 | 33 | 34
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• 基于CSN的闪回查询

select * from t1 timecapsule csn 2213;
 a  | b  | c  | d
----+----+----+----
  1 |  2 |  3 |  4
 21 | 22 | 23 | 24
 31 | 32 | 33 | 34
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说明：
• TIMESTAMP参数：指要查询某个表在TIMESTAMP这个时间点上的数据，TIMESTAMP指一个具体的历史时间。
• CSN参数：CSN是一个逻辑提交时间点，数据库中的CSN是一个写一致性点，查询某个CSN下的数据代表SQL查询数据库在该一致性点的相关数据。

三、回收站

    在拥有回收站之前，当用户误将表drop或truncate后，只能使用全库备份恢复的方式来解决这种逻辑错误。
    在openGauss 2.1.0版本中，引入了回收站功能，用户通过该功能可以从回收站中闪回TRUNCATE或DROP的表对象，将数据恢复到错误操作前，大大提高了用户数据的可靠性。
闪回drop： 可以恢复意外删除的表，从回收站(recyclebin)中恢复被删除的表及其附属结构如索引、表约束等。闪回drop是基于回收站机制，通过还原回收站中记录的表的物理文件，实现已drop表的恢复。
闪回truncate： 可以恢复误操作或意外被进行truncate的表，从回收站中恢复被truncate的表及索引的物理数据。闪回truncate基于回收站机制，通过还原回收站中记录的表的物理文件，实现已truncate表的恢复。

    官方文档没有强调到的坑需要注意：recyclebin不支持Ustore，只支持Astore[详见下面测试示例] – 需要找开发确认，更新官方文档

示例：

1. 误操作删除表

-- 创建测试数据
openGauss=# create table t1(id int,name varchar(200)) with (STORAGE_TYPE=USTORE);
openGauss=# insert into t1 values(1,'t1_Tom'),(2,'t1_Jerry');
openGauss=# select * from t1;
 id |   name
----+----------
  1 | t1_Tom
  2 | t1_Jerry
openGauss=# create table t2(id int,name varchar(200)) with (STORAGE_TYPE=ASTORE);
openGauss=# insert into t2 values(1,'t2_Tom'),(2,'t2_Jerry');
openGauss=# select * from t2;
 id |   name
----+----------
  1 | t2_Tom
  2 | t2_Jerry
-- 模拟误删表
openGauss=# drop table t1;
openGauss=# drop table t2;
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2. 查询回收站对象

openGauss=# SELECT rcyname,rcyoriginname,rcytablespace FROM GS_RECYCLEBIN;
           rcyname           | rcyoriginname | rcytablespace
-----------------------------+---------------+---------------
 BIN$3BFF4EB403B$4C71318==$0 | t2            |             0   -- 仅看见Astore存储的t2表，并没有看到Ustore存储的t1表，注意！！
(1 row)
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3. 闪回操作

openGauss=# timecapsule table t2 to before drop rename to t2_bak;
TimeCapsule Table
openGauss=# select * from t2_bak;
 id |   name
----+----------
  1 | t2_Tom
  2 | t2_Jerry
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    和Oracle一样，也可以使用recyname恢复表，如“timecapsule table “BIN$3BFF4EB403B$4C71318==$0” to before drop rename to t2;”。
    其他闪回操作详见官方文档。

4. 清空回收站

openGauss=# purge recyclebin;
PURGE RECYCLEBIN
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    以上是本人对openGauss 2.1.0版本闪回特性的基本测试，希望能帮助到有需要的小伙伴。