PostgreSQL在9.0之后引入了主備流復制機制，通過流復制，備庫不斷的從主庫同步相應的數(shù)據(jù)，并在備庫apply每個WAL record，這里的流復制每次傳輸單位是WAL日志的record。而PostgreSQL9.0之前提供的方法是主庫寫完一個WAL日志文件后，才把WAL日志文件傳送到備庫，這樣的方式導致主備延遲特別大。同時PostgreSQL9.0之后提供了Hot Standby，備庫在應用WAL record的同時也能夠提供只讀服務，大大提升了用戶體驗。

主備總體結(jié)構(gòu)

PG主備流復制的核心部分由walsender，walreceiver和startup三個進程組成。walsender進程是用來發(fā)送WAL日志記錄的，執(zhí)行順序如下：

PostgresMain()->exec_replication_command()->StartReplication()->WalSndLoop()->XLogSendPhysical()
walreceiver進程是用來接收WAL日志記錄的，執(zhí)行順序如下：
sigusr1_handler()->StartWalReceiver()->AuxiliaryPRocessMain()->WalReceiverMain()->walrcv_receive()
startup進程是用來apply日志的，執(zhí)行順序如下：
PostmasterMain()->StartupDataBase()->AuxiliaryProcessMain()->StartupProcessMain()->StartupXLOG()
下圖是PG主備總體框架圖：
圖1. PG主備總體框架圖
walsender和walreceiver進程流復制過程
walsender和walreceiver交互主要分為以下幾個步驟：
walreceiver啟動后通過recovery.conf文件中的primary_conninfo參數(shù)信息連向主庫，主庫通過連接參數(shù)replication=true啟動walsender進程；walreceiver執(zhí)行identify_system命令，獲取主庫systemid/timeline/xlogpos等信息，執(zhí)行TIMELINE_HISTORY命令拉取history文件；執(zhí)行wal_startstreaming開始啟動流復制，通過walrcv_receive獲取WAL日志，期間也會回應主庫發(fā)過來的心跳信息(接收位點、flush位點、apply位點)，向主庫發(fā)送feedback信息(最老的事務id)，避免vacuum刪掉備庫正在使用的記錄；執(zhí)行walrcv_endstreaming結(jié)束流復制，等待startup進程更新receiveStart和receiveStartTLI，一旦更新，進入步驟2。
圖2. PG流復制過程
walreceiver和startup進程
startup進程進入standby模式和apply日志主要過程：
讀取pg_control文件，找到redo位點;讀取recovery.conf，如果配置standby_mode=on則進入standby模式。如果是Hot Standby需要初始化clog、subtrans、事務環(huán)境等。初始化redo資源管理器，比如Heap、Heap2、Database、XLOG等。讀取WAL record，如果record不存在需要調(diào)用XLogPageRead->WaitForWALToBecomeAvailable->RequestXLogStreaming喚醒walreceiver從walsender獲取WAL record。
對讀取的WAL record進行redo，通過record->xl_rmid信息，調(diào)用相應的redo資源管理器進行redo操作。比如heap_redo的XLOG_HEAP_INSERT操作，就是通過record的信息在buffer page中增加一個record：
 MemSet((char *) htup, 0, sizeof(HeapTupleHeaderData)); /* PG73FORMAT: get bitmap [+ padding] [+ oid] + data */ memcpy((char *) htup + offsetof(HeapTupleHeaderData, t_bits), 	   (char *) xlrec + SizeOfHeapInsert + SizeOfHeapHeader, 	   newlen); newlen += offsetof(HeapTupleHeaderData, t_bits); htup->t_infomask2 = xlhdr.t_infomask2; htup->t_infomask = xlhdr.t_infomask; htup->t_hoff = xlhdr.t_hoff; HeapTupleHeaderSetXmin(htup, record->xl_xid); HeapTupleHeaderSetCmin(htup, FirstCommandId); htup->t_ctid = xlrec->target.tid; offnum = PageAddItem(page, (Item) htup, newlen, offnum, true, true); if (offnum == InvalidOffsetNumber) 	elog(PANIC, "heap_insert_redo: failed to add tuple"); freespace = PageGetHeapFreeSpace(page);		/* needed to update FSM below */ PageSetLSN(page, lsn); if (xlrec->flags & XLOG_HEAP_ALL_VISIBLE_CLEARED) 	PageClearAllVisible(page); MarkBufferDirty(buffer);
還有部分redo操作(vacuum產(chǎn)生的record)需要檢查在Hot Standby模式下的查詢沖突，比如某些tuples需要remove，而存在正在執(zhí)行的query可能讀到這些tuples，這樣就會破壞事務隔離級別。通過函數(shù)ResolveRecoveryConflictWithSnapshot檢測沖突，如果發(fā)生沖突，那么就把這個query所在的進程kill掉。
檢查一致性，如果一致了，Hot Standby模式可以接受用戶只讀查詢；更新共享內(nèi)存中XLogCtlData的apply位點和時間線；如果恢復到時間點，時間線或者事務id需要檢查是否恢復到當前目標；回到步驟3，讀取next WAL record。
圖3. PG standby模式和apply日志過程