分布式 PostgreSQL 集群 (Citus) 速学入门

分布式数据库简介

分布式数据库是一种数据库系统，其数据分布在多个节点上。这可以提高数据库的可扩展性、性能和可用性。

分布式数据库有许多不同的类型，最常见的类型包括：

• 共享磁盘集群： 这种类型的分布式数据库使用共享存储系统来存储数据。所有节点都可以访问共享存储系统，因此它们可以并行处理查询。
• 共享内存集群： 这种类型的分布式数据库使用共享内存来存储数据。所有节点都可以访问共享内存，因此它们可以并行处理查询。
• 无共享集群： 这种类型的分布式数据库不使用共享存储系统或共享内存来存储数据。每个节点都有自己的本地存储，并且它们通过网络相互通信。

PostgreSQL 简介

PostgreSQL 是一个开源的对象关系型数据库管理系统 (ORDBMS)。它是一款功能强大、可靠且可扩展的数据库，被广泛用于各种应用程序。

PostgreSQL 的特点包括：

• ACID 合规： PostgreSQL 完全符合 ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）原则，这确保了数据的完整性和可靠性。
• 可扩展性： PostgreSQL 可以轻松扩展到数千个节点，这使其非常适合构建大型、高性能的应用程序。
• 高可用性： PostgreSQL 提供了多种高可用性功能，例如复制、故障转移和负载均衡，这确保了应用程序的连续可用性。
• 丰富的功能集： PostgreSQL 提供了丰富的功能集，包括支持各种数据类型、索引、视图、存储过程和触发器等。

Citus 简介

Citus 是 PostgreSQL 的分布式版本。它是一款开源的分布式数据库，可以轻松地将 PostgreSQL 数据库扩展到数千个节点。

Citus 的特点包括：

• 与 PostgreSQL 完全兼容： Citus 与 PostgreSQL 完全兼容，这意味着您可以使用相同的工具和技术来管理和查询 Citus 数据库。
• 可扩展性： Citus 可以轻松扩展到数千个节点，这使其非常适合构建大型、高性能的应用程序。
• 高性能： Citus 可以提供非常高的性能，即使在处理大量数据时也是如此。
• 易于使用： Citus 易于安装和配置，并且可以与现有的 PostgreSQL 应用程序一起使用。

安装和配置 Citus

先决条件

在安装 Citus 之前，您需要满足以下先决条件：

• PostgreSQL 10 或更高版本
• Python 3.6 或更高版本
• Docker

安装 Citus

您可以使用以下命令安装 Citus：

curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/citusdata/citus/master/install.sh | sh -s -- -v 10 -t latest

配置 Citus

安装 Citus 后，您需要对其进行配置。您可以使用以下命令配置 Citus：

sudo /opt/citus/bin/citus_setup

创建 Citus 集群

您可以使用以下命令创建 Citus 集群：

sudo /opt/citus/bin/citus_create_cluster

加入 Citus 集群

您可以使用以下命令将节点加入 Citus 集群：

sudo /opt/citus/bin/citus_join_cluster

使用 Citus

创建表

您可以使用以下命令在 Citus 集群中创建表：

CREATE TABLE my_table (
  id SERIAL PRIMARY KEY,
  name VARCHAR(255) NOT NULL,
  age INTEGER NOT NULL
);

分区表

您可以使用以下命令将表分区：

ALTER TABLE my_table PARTITION BY RANGE (age) (
  PARTITION p0 VALUES LESS THAN (18),
  PARTITION p1 VALUES LESS THAN (65),
  PARTITION p2 VALUES DEFAULT
);

插入数据

您可以使用以下命令向表中插入数据：

INSERT INTO my_table (name, age) VALUES ('John', 25), ('Mary', 30), ('Bob', 40);

查询数据

您可以使用以下命令从表中查询数据：

SELECT * FROM my_table;

故障转移

Citus 提供了多种故障转移功能，可以确保应用程序的连续可用性。

主动/被动故障转移

Citus 支持主动/被动故障转移。在这种模式下，只有一个节点处于活动状态，其他节点处于备用状态。如果活动节点发生故障，备用节点将自动接管。

多主故障转移

Citus 还支持多主故障转移。在这种模式下，多个节点可以同时处于活动状态。如果一个活动节点发生故障，其他活动节点将自动重新分配其数据。

负载均衡

Citus 提供了多种负载均衡功能，可以确保数据均匀分布在所有节点上。

轮询负载均衡

Citus 支持轮询负载均衡。在这种模式下，每个节点都会依次处理查询。

哈希负载均衡

Citus 还支持哈希负载均衡。在这种模式下，查询将根据其哈希值分配到特定节点。

监控

Citus 提供了多种监控工具，可以帮助您监控集群的性能和健康状况。

Citus Manager

Citus Manager 是一个 Web 界面，可以帮助您监控集群的性能和健康状况。

Prometheus

Citus 还支持 Prometheus。Prometheus 是一个开源的监控系统，可以帮助您收集和可视化集群的指标。

总结

Citus 是一个功能强大、可扩展且易于使用的分布式数据库。它非常适合构建大型、高性能的应用程序。

在本文中，我们介绍了 Citus 的基本概念、安装和配置、使用以及故障转移、负载均衡和监控。