PostgreSQL

##PostgreSQL

Flynn Postgres 应用以一种自动精简配置的方法提供高度可配置的 PostgreSQL 9.4。Flynn 保证，在主服务器宕机时，故障自动迁移并保证数据不丢失

###使用手册

####APP 新增数据库
只要成功安装Flynn，Postgres 服务就手到擒来。 App 创建成功后，执行如下操作，为 App 新增数据库
```
flynn resource add postgres
```
执行成功后，Postgres 集群就为 App 新增了一个数据库，并且将你的 APP 连接到那个数据库

####数据库连接
数据库创建成功后，Flynn 会为你的应用程序版本新增几个环境变量，比如 ```PGDATABASE```、```PGUSER```、```PGPASSWORD```、```PGHOST```，Postgres 的客户端会通过这些参数，获取数据库连接详情。

同时，Flynn 提供 ```DATABASE_URL``` 环境变量给某些框架配置数据库连接时使用。

####控制台连接

数据库如何连接 ```psql``` 控制台？本地无需安装 Postgres 客户端，无需修改防火墙/安全，只需执行 
```
flynn pg psql
```
它是在 Flynn 集群中的容器内运行的。

####备份和恢复

Flynn 命令行接口支持数据库导入、导出和故障修复功能。

```flynn pg dump``` 命令，可以将数据库结构和数据完整地存入一个本地文件中：
```
$ flynn pg dump -f latest.dump
60.34 MB 8.77 MB/s
```

该文件既可用于数据修复，如执行```flynn pg restore```，也可用于导入到本地不在 Flynn 管理的其他 Postgres 数据库中，如执行 ```pg_restore```

```
$ pg_restore --clean --no-acl --no-owner -d mydb latest.dump
```

```flynn pg restore``` 命令将本地数据库文件装载到 Flynn Postgres 数据库中。Flynn 新建数据库/表对象之前，会先删掉数据库/表对象，避免数据库/表重建。
```
$ flynn pg restore -f latest.dump
62.29 MB / 62.29 MB [===================] 100.00 % 4.96 MB/s
WARNING: errors ignored on restore: 4
```
上面执行会产生一些告警信息，但无关紧要，可忽略。

恢复命令也可以用于从一个非 Flynn Postgres 的备份来恢复数据库，通过 ```pg_dump``` 来创建备份文件：
```
$ pg_dump --format=custom --no-acl --no-owner mydb > mydb.dump
```

####扩展

Flynn Postgres 提供多款扩展，包括：hstore，PostGIS，以及 PLV8 等等。
可以通过 ```CREATE EXTENSION``` 来使用扩展：
```
$ flynn pg psql
psql (9.4.1)
Type "help" for help.

bbabc090024fcdd118b04c50a0fb0d8c=> CREATE EXTENSION hstore;
CREATE EXTENSION
bbabc090024fcdd118b04c50a0fb0d8c=>
```
下面给出Flynn Postgres 完整扩展库列表：

此外，默认安装如下的检索词典扩展：

###设计

Flynn Postgres 的设计理念是：

1. 写操作不得丢失，必须保证数据一致性。
2. 网络分区必须具有容错性，且没有脏数据。也不该出现 split-brain，以及数据修改的失败。
3. 一旦出现错误，在确保操作可安全执行前提下，Flynn Postgres 可自动转换配置，而无需人工干预

基于[CAP](https://en.wikipedia.org/wiki/CAP_theorem)理论，该结果系统可称为 "CP" 系统。Flynn Postgres 由三个或以上的 Postgres 实例组成：

- 集群中有一个是主实例，提供持续的读写操作。
- 主实例会将副本同步到一个名叫 _sync_ 的实例中。客户端提交的写操作会先不会立马执行，除非他们加到了 sync 的操作日志(transaction log)中。
- 一个或者多个实例以异步的方式从 sync 中同步增量数据，这一个或者多个实例，就构成了一个实例链，在链中从它们上游的链接处异步复制数据。
- 当服务故障时，系统通过主动重置保证服务正常运行最大化，确保数据不丢失。

当服务故障或者维护时，集群可能无法处理写请求，和保证读请求一致性，但时间很短。但通过 sync 和 async 实例，最终会确保读请求的一致性。

如果主实例服务不可用， sync 实例会知晓，并让自己成为主实例，让 async 实例从它这里复制数据并成为新的 sync 实例。在新的 sync 实例生成前，无法进行写操作。因为在设计中考虑了许多安全方面的情况，所以转换过程中不会造成写操作的丢失和split-brain。

Postgres 内置了状态机功能，保证数据流正常执行，如先流式写，后日志同步；这些状态信息，在主实例中维护，并存储在discoverd。通过访问 discoverd DNS 和 HTTP API，可以获取当前主实例信息。

此设计很大程度基于先前 Joyent 在 [Manatee state machine](https://github.com/joyent/manatee-state-machine) 中做的工作。

Flynn 集群默认配置了三个实例。如果一个实例不可用了，调度程序会创建一个新的实例，并且由主实例自动重新配置，无需人为干预。当用户运行命令```flynn resouce add postgres```时，会在默认的集群上创建一个新的用户和数据库。