PolarDB PostgreSQL版（简称 PolarDB-PG）是一款阿里云自主研发的云原生关系型数据库产品，100% 兼容 PostgreSQL，高度兼容Oracle语法；采用基于 Shared-Storage 的存储计算分离架构，具有极致弹性、毫秒级延迟、HTAP 的能力和高可靠、高可用、弹性扩展等企业级数据库特性。同时，PolarDB 具有大规模并行计算能力，可以应对OLTP与OLAP混合负载。
PolarDB for PostgreSQL 采用基于共享存储的存算分离架构，其备份恢复和 PostgreSQL 存在部分差异。通过三部分介绍如何对PolarDB PostgreSQL版进行备份，并通过备份来搭建 Replica 节点或 Standby 节点，该篇为介绍的第一部分。
备份恢复原理
PostgreSQL 的备份流程可以总结为以下几步：
- 进入备份模式
- 强制进入 Full Page Write 模式，并切换当前的 WAL segment 文件
- 在数据目录下创建
backup_label文件，其中包含基础备份的起始点位置 - 备份的恢复必须从一个内存数据与磁盘数据一致的检查点开始，所以将等待下一次检查点的到来，或立刻强制进行一次
CHECKPOINT
- 备份数据库：使用文件系统级别的工具进行备份
- 退出备份模式
- 重置 Full Page Write 模式，并切换到下一个 WAL segment 文件
- 创建备份历史文件，包含当前基础备份的起止 WAL 位置，并删除
backup_label文件
备份 PostgreSQL 数据库最简便方法是使用 pg_basebackup 工具。
数据目录结构
PolarDB for PostgreSQL 采用基于共享存储的存算分离架构，其数据目录分为以下两类：
- 本地数据目录：位于每个计算节点的本地存储上，为每个计算节点私有
- 共享数据目录：位于共享存储上，被所有计算节点共享
由于本地数据目录中的目录和文件不涉及数据库的核心数据，因此在备份数据库时，备份本地数据目录是可选的。可以仅备份共享存储上的数据目录，然后使用 initdb 重新生成新的本地存储目录。但是计算节点的本地配置文件需要被手动备份，如 postgresql.conf、pg_hba.conf 等文件。
本地数据目录
通过以下 SQL 命令可以查看节点的本地数据目录：
postgres=# SHOW data_directory; data_directory ------------------------ /home/postgres/primary (1 row)复制
本地数据目录类似于 PostgreSQL 的数据目录，大多数目录和文件都是通过 initdb 生成的。随着数据库服务的运行，本地数据目录中会产生更多的本地文件，如临时文件、缓存文件、配置文件、日志文件等。其结构如下：
$ tree ./ -L 1 ./ ├── base ├── current_logfiles ├── global ├── pg_commit_ts ├── pg_csnlog ├── pg_dynshmem ├── pg_hba.conf ├── pg_ident.conf ├── pg_log ├── pg_logical ├── pg_logindex ├── pg_multixact ├── pg_notify ├── pg_replslot ├── pg_serial ├── pg_snapshots ├── pg_stat ├── pg_stat_tmp ├── pg_subtrans ├── pg_tblspc ├── PG_VERSION ├── pg_xact ├── polar_cache_trash ├── polar_dma.conf ├── polar_fullpage ├── polar_node_static.conf ├── polar_rel_size_cache ├── polar_shmem ├── polar_shmem_stat_file ├── postgresql.auto.conf ├── postgresql.conf ├── postmaster.opts └── postmaster.pid 21 directories, 12 files复制
共享数据目录
通过以下 SQL 命令可以查看所有计算节点在共享存储上的共享数据目录：
postgres=# SHOW polar_datadir; polar_datadir ----------------------- /nvme1n1/shared_data/ (1 row)复制
共享数据目录中存放 PolarDB for PostgreSQL 的核心数据文件，如表文件、索引文件、WAL 日志、DMA、LogIndex、Flashback Log 等。这些文件被所有节点共享，因此必须被备份。其结构如下：
$ sudo pfs -C disk ls /nvme1n1/shared_data/ Dir 1 512 Wed Jan 11 09:34:01 2023 base Dir 1 7424 Wed Jan 11 09:34:02 2023 global Dir 1 0 Wed Jan 11 09:34:02 2023 pg_tblspc Dir 1 512 Wed Jan 11 09:35:05 2023 pg_wal Dir 1 384 Wed Jan 11 09:35:01 2023 pg_logindex Dir 1 0 Wed Jan 11 09:34:02 2023 pg_twophase Dir 1 128 Wed Jan 11 09:34:02 2023 pg_xact Dir 1 0 Wed Jan 11 09:34:02 2023 pg_commit_ts Dir 1 256 Wed Jan 11 09:34:03 2023 pg_multixact Dir 1 0 Wed Jan 11 09:34:03 2023 pg_csnlog Dir 1 256 Wed Jan 11 09:34:03 2023 polar_dma Dir 1 512 Wed Jan 11 09:35:09 2023 polar_fullpage File 1 32 Wed Jan 11 09:35:00 2023 RWID Dir 1 256 Wed Jan 11 10:25:42 2023 pg_replslot File 1 224 Wed Jan 11 10:19:37 2023 polar_non_exclusive_backup_label total 16384 (unit: 512Bytes)复制
