測試高可用性設定

選取說明文件版本：

確保高可用性 Patroni 設定的可靠性和品質，對於維持資料庫持續運作及盡量減少停機時間至關重要。本頁提供 Patroni 叢集測試的完整指南，涵蓋各種失敗情境、複寫一致性和容錯移轉機制。

測試 Patroni 設定

連線至任一 patroni 執行個體 (alloydb-patroni1、alloydb-patroni2 或 alloydb-patroni3)，然後前往 AlloyDB Omni patroni 資料夾。
```
cd /alloydb/
```

檢查 Patroni 記錄。

docker compose logs alloydbomni-patroni

最後的項目應會反映 Patroni 節點的相關資訊。您應該會看到類似下列的內容。

alloydbomni-patroni        | 2024-06-12 15:10:29,020 INFO: no action. I am (patroni1), the leader with the lock
alloydbomni-patroni        | 2024-06-12 15:10:39,010 INFO: no action. I am (patroni1), the leader with the lock
alloydbomni-patroni        | 2024-06-12 15:10:49,007 INFO: no action. I am (patroni1), the leader with the lock

連線至任何執行 Linux 的執行個體，該執行個體必須與主要 Patroni 執行個體 alloydb-patroni1 建立網路連線，並取得執行個體的相關資訊。您可能需要執行 sudo apt-get install jq -y 來安裝 jq 工具。

curl -s http://alloydb-patroni1:8008/patroni | jq .

畫面會顯示類似以下的內容。

{
  "state": "running",
  "postmaster_start_time": "2024-05-16 14:12:30.031673+00:00",
  "role": "master",
  "server_version": 150005,
  "xlog": {
    "location": 83886408
  },
  "timeline": 1,
  "replication": [
    {
      "usename": "alloydbreplica",
      "application_name": "patroni2",
      "client_addr": "10.172.0.40",
      "state": "streaming",
      "sync_state": "async",
      "sync_priority": 0
    },
    {
      "usename": "alloydbreplica",
      "application_name": "patroni3",
      "client_addr": "10.172.0.41",
      "state": "streaming",
      "sync_state": "async",
      "sync_priority": 0
    }
  ],
  "dcs_last_seen": 1715870011,
  "database_system_identifier": "7369600155531440151",
  "patroni": {
    "version": "3.3.0",
    "scope": "my-patroni-cluster",
    "name": "patroni1"
  }
}

在 Patroni 節點上呼叫 Patroni HTTP API 端點，會公開 Patroni 管理的特定 PostgreSQL 執行個體狀態和設定的各種詳細資料，包括叢集狀態資訊、時間軸、WAL 資訊，以及指出節點和叢集是否正常運作的健康狀態檢查。

測試 HAProxy 設定

在可連上網路的電腦上開啟瀏覽器，然後前往 HAProxy 節點的下列網址：http://haproxy:7000。或者，您也可以使用 HAProxy 執行個體的外部 IP 位址，而非主機名稱。

您應該會看到類似下圖的畫面。

圖 1. HAProxy 狀態頁面，顯示 Patroni 節點的健康狀態和延遲時間。

在 HAProxy 資訊主頁中，您可以查看主要 Patroni 節點 patroni1 的健康狀態和延遲時間，以及兩個副本 patroni2 和 patroni3 的健康狀態和延遲時間。
您可以執行查詢，檢查叢集中的複寫統計資料。透過 pgAdmin 等用戶端連線至 HAProxy，然後連線至主要資料庫伺服器，並執行下列查詢。
```
SELECT
      pid, usename, application_name, client_addr, state, sync_state
FROM
      pg_stat_replication;
```
畫面應會顯示類似下圖的內容，指出 patroni2 和 patroni3 正在從 patroni1 串流。

圖 2：pg_stat_replication 輸出內容，顯示 Patroni 節點的複製狀態。

測試自動容錯移轉

在本節中，我們會在三個節點的叢集中，停止附加的 Patroni 容器，模擬主要節點發生中斷。您可以停止主要節點上的 Patroni 服務，模擬中斷情形，或是強制執行某些防火牆規則，停止與該節點的通訊。

在主要 Patroni 執行個體上，前往 AlloyDB Omni Patroni 資料夾。
```
cd /alloydb/
```

停止容器。

docker compose down

您應該會看到類似下列的輸出內容。這應該會驗證容器和網路已停止。

[+] Running 2/2
✔ Container alloydb-patroni            Removed
✔ Network alloydbomni-patroni_default  Removed

重新整理 HAProxy 資訊主頁，查看容錯移轉的過程。

圖 3：HAProxy 資訊主頁，顯示從主要節點容錯移轉至待命節點的過程。

patroni3 執行個體成為新的主要執行個體，而 patroni2 是唯一剩下的副本。先前的主要執行個體 patroni1 已停止運作，且健康狀態檢查失敗。

Patroni 會透過監控、共識和自動化調度管理，執行及管理容錯移轉作業。只要主要節點未在指定逾時時間內續約，或回報失敗，叢集中的其他節點就會透過共識系統辨識出這個情況。其餘節點會協調作業，選取最適合升級為新主節點的副本。選取候選副本後，Patroni 會套用必要變更 (例如更新 PostgreSQL 設定，以及重新播放任何未處理的 WAL 記錄)，將這個節點升級為主要節點。接著，新的主要節點會更新共識系統的狀態，其他副本則會重新設定，以追蹤新的主要節點，包括切換複製來源，以及可能趕上任何新交易。HAProxy 會偵測新的主要節點，並據此重新導向用戶端連線，確保服務中斷時間降到最低。
透過 pgAdmin 等用戶端連線至 HAProxy，然後連線至資料庫伺服器，並在容錯移轉後檢查叢集中的複製統計資料。
```
SELECT
      pid, usename, application_name, client_addr, state, sync_state
FROM
      pg_stat_replication;
```
您應該會看到類似下圖的內容，顯示目前只有 patroni2 正在串流。

圖 4. pg_stat_replication 輸出內容，顯示容錯移轉後 Patroni 節點的複製狀態。
您的三節點叢集可以再承受一次中斷。如果停止目前的主要節點 patroni3，系統會再次執行容錯移轉。

圖 5. HAProxy 資訊主頁顯示從主要節點 patroni3 到待命節點 patroni2 的容錯移轉。

備用注意事項

容錯移轉後，備用程序會還原先前的來源節點。一般來說，我們不建議在高可用性資料庫叢集中使用自動回復功能，因為這會導致多項重大問題，例如復原不完整、發生腦裂情況的風險，以及複寫延遲。

在 Patroni 叢集中，如果您啟動模擬中斷的兩個節點，這些節點會以待命副本的身分重新加入叢集。

HAProxy 資訊主頁：顯示 `patroni1` 和 `patroni3` 還原為待命節點

圖 6：HAProxy 資訊主頁，顯示 patroni1 和 patroni3 還原為待命節點。

現在 patroni1 和 patroni3 會從目前的主要執行個體 patroni2 複製資料。

pg_stat_replication 輸出內容，顯示回溯後 Patroni 節點的複製狀態

圖 7. pg_stat_replication 輸出內容，顯示備援後 Patroni 節點的複製狀態。

如要手動還原為初始主要執行個體，可以使用 patronictl 指令列介面。選擇手動回復，可確保復原程序更可靠、一致且經過徹底驗證，維持資料庫系統的完整性和可用性。